温州新闻:长江存储发力128层3D NAND 存储器市场国产化加快

新2备用网址/2020-04-14/ 分类:科技/阅读:

  作为半导体产业链的重要一环,存储器拥有半导体产业最大的细分市场。

  根据WSTS的数据,2019年全球存储器市场规模达1059.07亿美元,占全球半导体市场份额为25.89%。目前中国半导体产业链各环节发展并不平衡,在存储器细分市场,随着长江存储、合肥长鑫等国产品牌不断突破,其进口替代正在推进。

  长江存储发布128层QLC 3D NAND闪存 有望参与国际市场竞争

  4月13日,市场期待已久的国产128层QLC 3D NAND闪存(型号:X2-6070)被紫光集团旗下的长江存储科技有限责任公司(以下简称“长江存储”)研发成功。长江存储表示,该产品拥有业内已知型号产品中最高单位面积存储密度,最高I/O传输速度和最高单颗NAND 闪存芯片容量,并已经在已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。同时,长江存储还发布了128层512Gb TLC(3bit/cell)规格闪存芯片(型号:X2-9060),以满足不同应用场景的需求。

  作为国产存储龙头,长江存储成立于 2016 年 7 月,是一家专注于 3D NAND 闪存设计制造一体化的IDM 集成电路企业,同时也提供完整的存储器解决方案,产品广泛应用于移动通信、消费数码、计算机服务器及数据中心等领域。

  2019 年初长江存储实现 32 层 3D NAND 的量产。其首创了 Xtacking 技术,使用该技术顺利研发出64层3D NAND,并于2019年9月量产256Gb(32GB)TLC 3D NAND。鉴于国际领先的厂商已拥有100层以上的技术,因此,长江存储宣布跳过业界常见的96层,直接研发128层3D NAND。时隔7个月之后,4月13日,长江存储成功研发128层QLC 3D NAND闪存。3年时间,长江存储实现32层到64层再到128层的跨越,追上日韩美存储厂商的先进水平,令人瞩目。

  存储器市场诊断书:寡头垄断格局短期仍难打破

  存储方式按照其原理可大致分为光学存储、半导体存储和磁性存储。半导体存储是存储领域中应用领域最广、市场规模最大的存储器件。而在众多半导体存储器中,市场规模最大的是(Dynamic Random Access Memory,即动态随机存取存储器)和NAND Flash(数据型闪存芯片),这两种产品占存储器市场的比重合计达到96%。

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  制图:金融界上市公司研究院 数据来源:国元证券(行情000728,诊股)、公开资料整理

  具体来看,DRAM是存储器市场规模最大的芯片,其主要应用于计算机、手机的运行数据保存以及与CPU直接通讯。根据DRAMeXchange数据统计,2019年全球DRAM市场规模为622亿美元,其中三星、海力士和美光的份额分别为44.5%、29.1%和21.5%,合计占比为95%,在过去3年中,三者合计的份额占比均在95%以上。

  从技术上来看,目前市场上DRAM的应用较为广泛的制程是2Xnm(26-29nm级别)和1Xnm(16-19nm级别),而三星、美光、海力士等巨头厂商均已开发出1Znm(12~14nm级别)制程的DRAM。国产DRAM厂商合肥长鑫现已量产的DRAM为19nm制程,预计2021年可投产17nm DRAM,均为1Xnm,技术与国际先进的厂商还有较大的差距,国产厂商的成长之路还较为漫长。

  寡头垄断的格局使得中国企业对DRAM芯片议价能力较低,也使得DRAM芯片成为我国受外部制约最严重的基础产品之一。

  NAND Flash是市场规模仅次于DRAM的存储芯片。目前NAND Flash主要应用在手机和SSD(固态硬盘)上,其占比分别为48%和43%,因此该两类产品的出货量则会直接影响NAND Flash的需求。

  根据DRAMe Xchange数据,2019年全球NAND Flash市场规模为460亿美元,其中前五大厂商三星、铠侠(东芝)、WDC(闪迪)、海力士和美光的市场份额分别为33.5%、18.9%、14.3%、13.5%和9.7%,合计占比达到89.90%。

  从制程方面来看,由于物理结构上NAND不需要制作电容器,自2015年制程推进遇到障碍时,制程工艺相对简单的3D堆叠技术成为新的发展方向。Yole数据显示,全球3D NAND Flash的产量已于2017年4季度超过2D。目前3D技术正在稳步推进中,未来的发展方向就是层数的继续堆叠。

  根据国元证券数据,目前市场上的主流3D NAND产品为64层,但国际领先的厂商目前都已拥有100层以上的技术。

  其中,2019年6月,海力士宣布成功研发并量产128层堆叠的4D NAND闪存芯片;8月,三星电子宣布实现第六代超过100层的3D NAND闪存量产;10月,美光也宣布第一批第四代3D NAND存储芯片流片已经出样,并预计2020年美光第四代3D NAND闪存将开始商用。

  而从国内市场来看,国产厂商长江存储于4月13月突破100层技术,研发成功了128层QLC 3D NAND闪存(型号:X2-6070),达到国际领先水平。据从长江存储了解到的消息称,该产品最晚将于2021年上半年开始量产,未来将在满产时实现10万片月产能。

  附:国内外存储器细分领域龙头企业一览

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