存儲芯片邁入下行周期，大廠(chǎng)的“保守”與“激進(jìn)”

進(jìn)入第四季度，由于消費電子市場(chǎng)需求持續疲軟，存儲芯片供應鏈庫存仍舊高企，價(jià)格跌幅不斷擴大。全球市場(chǎng)研究機構TrendForce集邦咨詢(xún)數據顯示，今年第四季度DRAM價(jià)格跌幅將擴大至13~18%，NAND Flash在第四季度同樣維持下跌趨勢，價(jià)格跌幅則將擴大至15~20%。

存儲芯片市場(chǎng)迎來(lái)下行周期，產(chǎn)業(yè)變得愈發(fā)保守起來(lái)，比如縮減產(chǎn)能、靈活調整資本支出。美光科技預計2023財年資本支出為80億美元，同比下滑33%；鎧俠日本的兩座NAND閃存工廠(chǎng)從10月開(kāi)始晶圓生產(chǎn)量將減少約30%；三星表示可能靈活調整2023年設備方面的資本支出；SK海力士決定將明年的投資規模從今年預計的15萬(wàn)億韓元至20萬(wàn)億韓元減少到50%以上的標準。

不過(guò)，在逆境之下，存儲大廠(chǎng)始終對先進(jìn)技術(shù)保持積極投入的態(tài)度。

內存：豪賭先進(jìn)制程

對DRAM芯片而言，先進(jìn)制程意味著(zhù)高能效與高容量，以及更好的終端使用體驗。當前，DRAM先進(jìn)制程工藝——10nm級別，經(jīng)歷了1x、1y、1z與1α四代技術(shù)，目前來(lái)到了第五代。

美光率先發(fā)力，1β DRAM即將量產(chǎn)

11月2日，美光科技宣布采用全球先進(jìn)技術(shù)節點(diǎn)的1β DRAM產(chǎn)品已開(kāi)始向部分智能手機制造商和芯片平臺合作伙伴送樣以進(jìn)行驗證，并做好了量產(chǎn)準備。美光率先在低功耗 LPDDR5X 移動(dòng)內存上采用該新一代制程技術(shù)，其最高速率可達每秒8.5Gb。

圖片來(lái)源：美光科技

美光透露，與1α相比，1β 技術(shù)可將能效提高約15%，內存密度提升35%以上，單顆裸片容量高達16Gb。美光認為，隨著(zhù)LPDDR5X的出樣，移動(dòng)生態(tài)系統將率先受益于1β DRAM產(chǎn)品的優(yōu)勢，從而解鎖下一代移動(dòng)創(chuàng )新和先進(jìn)的智能手機體驗，并同時(shí)降低功耗。

據美光DRAM制程集成副總裁Thy Tran表示，1β節點(diǎn)DRAM的量產(chǎn)已全面準備就緒，將會(huì )率先在日本工廠(chǎng)量產(chǎn)，之后也會(huì )在中國臺灣量產(chǎn)。除此之外，美光還計劃在未來(lái)一年在嵌入式、數據中心、客戶(hù)端、消費類(lèi)產(chǎn)品、工業(yè)和汽車(chē)等領(lǐng)域量產(chǎn)1 β節點(diǎn)，推出包括顯示內存和高帶寬內存等產(chǎn)品。

三星緊隨其后，2023進(jìn)入1bnm工藝階段

在10月召開(kāi)的Samsung Foundry Forum 2022活動(dòng)上，三星對外公布了DRAM技術(shù)路線(xiàn)圖。按照規劃，三星將于2023年進(jìn)入1bnm工藝階段，即第五代10nm級別DRAM產(chǎn)品，芯片容量將達到 24Gb（3GB）- 32Gb（4GB），原生速度將在 6.4-7.2Gbps。

與目前主力第四代10nm級DRAM相比，三星第五代10nm級DRAM的線(xiàn)寬（半導體中電子經(jīng)過(guò)的電路寬度）減少了2nm以上。為了克服DRAM擴展到10nm范圍以外的挑戰，三星一直在開(kāi)發(fā)圖案化、材料和架構方面的顛覆性解決方案，高K材料等技術(shù)正在順利進(jìn)行中。

三星還計劃2026年推出DDR6內存，2027年實(shí)現原生10Gbps的速度。與此同時(shí)，三星新一代GDDR7顯存將在明年問(wèn)世。

閃存：邁向更高層數

自三星2013年推出全球首款3D NAND閃存之后，閃存層數與架構不斷突破，容量也不斷提升。目前可以量產(chǎn)的NAND Flash最高層數已經(jīng)達到了232層，未來(lái)閃存廠(chǎng)商還將朝著(zhù)238層、300層甚至更高層數邁進(jìn)。

美光：232層NAND量產(chǎn)

2022年7月，美光科技宣布推出全球首款232層NAND，該產(chǎn)品現已在美光新加坡工廠(chǎng)量產(chǎn)，它最初以組件形式通過(guò)美光旗Crucial英睿達SSD消費產(chǎn)品線(xiàn)向客戶(hù)發(fā)貨。與前幾代美光NAND相比，美光232層NAND具有業(yè)界最高的面密度，并提供更高的容量和更高的能效，從而為客戶(hù)端到云端等數據密集型用例提供支持。

232層NAND不是美光閃存技術(shù)迭代的終點(diǎn)，今年5月該公司曝光的技術(shù)路線(xiàn)圖顯示，232層之后美光還將發(fā)力2YY、3XX與4XX等更高層數。

SK海力士：238層NAND明年上半年量產(chǎn)

2022年8月，SK海力士宣布成功研發(fā)238層512Gb TLC 4D NAND閃存，計劃在2023年上半年正式投入量產(chǎn)。238層NAND閃存成功堆棧更高層數的同時(shí)，實(shí)現了業(yè)界最小的面積。

新產(chǎn)品每單位面積具備更高的密度，借其更小的面積能夠在相同大小的硅晶片生產(chǎn)出更多的芯片，因此相比176層NAND閃存其生產(chǎn)效率也提高了34%。此外，238層NAND閃存的數據傳輸速度為2.4Gbps，相比前一代產(chǎn)品提高了50%，芯片讀取數據時(shí)的能源消耗也減少了21%。

三星：1Tb TLC第8代V-NAND已量產(chǎn)

11月7日，三星宣布已開(kāi)始量產(chǎn)三星產(chǎn)品中具有最高存儲密度的1Tb（太字節）三級單元（TLC）第8代V-NAND，其輸入和輸出(I/O)速度高達2.4 Gbps(千兆比特每秒)，相比上一代提升了1.2倍，這可以滿(mǎn)足PCIe 4.0和更高版本PCIe 5.0的性能要求。

三星1Tb TLC 第8代V-NAND產(chǎn)品

業(yè)界透露，三星第8代V-NAND層數達到了236層。此外，三星還計劃到2030年推出超過(guò)1000層的產(chǎn)品，以更好地支持未來(lái)的數據密集型技術(shù)。

鎧俠與西數：未來(lái)發(fā)力500+層NAND

2022年10月，鎧俠宣布和西部數據位于日本四日市的合資工廠(chǎng)Fab7竣工，該工廠(chǎng)具備生產(chǎn)第六代162層閃存（BiCS6）和未來(lái)先進(jìn)3D閃存的能力，計劃于2023年初開(kāi)始出貨162層閃存。

與第五代技術(shù)相比，BiCS6的橫向單元陣列密度提高了10%；同時(shí)，它降低了每單位的成本，使每個(gè)晶圓的存儲數量增加了70%。

此前5月西部數據公布的技術(shù)路線(xiàn)圖顯示，兩家公司2032年之前還將陸續推出200層以上、300層以上、400層以上與500層以上閃存技術(shù)。

結語(yǔ)

盡管半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展暫時(shí)進(jìn)入“寒冬”，但存儲芯片賽道上的技術(shù)競爭仍舊十分激烈。無(wú)論是第五代10nm級DRAM技術(shù)，還是更高層數堆疊的NAND Flash，存儲大廠(chǎng)都在積極發(fā)力，以保持市場(chǎng)領(lǐng)先地位，并滿(mǎn)足市場(chǎng)對高容量、高性能產(chǎn)品需求，呈現出持續發(fā)展的潛能。冬天到了，存儲產(chǎn)業(yè)的春天還會(huì )遠嗎？