2021年，全球存儲芯片的市場大約是1600億美元，由于市場的需求旺盛，全球存儲芯片的大廠，獲得高速地增長。但是，進(jìn)入到2022年，市場的需求開始變化，這些大廠的增速放緩。特別是從第二季度開始，市場對于PC和智能手機(jī)的需求開始減弱。到了第三季度，這種情況變得更加糟糕，導(dǎo)致存儲芯片企業(yè)的迅速庫存增加，為了減少損失，這些企業(yè)開始通過減產(chǎn)，開始降低庫存。

存儲芯片包括內(nèi)存（DRAM）和閃存（NAND）兩大類，內(nèi)存產(chǎn)品主要以電腦內(nèi)存條為主，而閃存的種類很多，例如我們?nèi)粘Ｋ玫腟D卡、microSD卡、U盤、SSD（固態(tài)硬盤）等。

雖然存儲芯片在PC和手機(jī)市場的需求減弱，但是數(shù)據(jù)中心、工業(yè)行業(yè)、汽車行業(yè)、人工智能和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)τ诖鎯π酒男枨髤s在增加。

多因素沖擊存儲市場

首先，消費(fèi)市場需求疲軟是最沖擊存儲芯片的最大因素之一。

消費(fèi)電子市場的下滑，使得包括存儲芯片在內(nèi)的整個半導(dǎo)體市場的出貨量都有所收縮。

另一方面，在缺芯成為關(guān)鍵詞的前兩年，存儲巨頭們紛紛選擇擴(kuò)建提高產(chǎn)能，如今面對需求疲軟，供過于求的態(tài)勢使得存儲市場的不景氣不難理解。但本輪市場下行不僅是因?yàn)楣┻^于求，結(jié)構(gòu)性缺貨是存儲產(chǎn)品銷量下滑的另外一個重要原因。

9 月初，三星聯(lián)席首席執(zhí)行官兼半導(dǎo)體部門負(fù)責(zé)人Kyung Kye-hyun表示：“今年下半年看起來很糟糕，截至目前，明年存儲市場似乎并沒有顯示出明顯的增長勢頭。

SK海力士也示警，存儲器行情最快要到2024年才會開始好轉(zhuǎn)，并于2025年彈升。

美光預(yù)計(jì)2022年DRAM和NAND的同比增長均會低于長期的年復(fù)合增長率。

中國臺灣存儲廠商南亞科同樣預(yù)測保守，DRAM市場受到高通脹、俄烏戰(zhàn)爭、疫情封控及消費(fèi)者購買力下滑等不確定因素影響，需求正在減弱，導(dǎo)致第三季度旺季不旺。

在這些預(yù)警之下，行業(yè)廠商開始采取應(yīng)對舉措。



內(nèi)存：豪賭先進(jìn)制程

對DRAM芯片而言，先進(jìn)制程意味著高能效與高容量，以及更好的終端使用體驗(yàn)。當(dāng)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(jié)點(diǎn)的1β DRAM產(chǎn)品已開始向部分智能手機(jī)制造商和芯片平臺合作伙伴送樣以進(jìn)行驗(yàn)證，并做好了量產(chǎn)準(zhǔn)備。美光率先在低功耗 LPDDR5X 移動內(nèi)存上采用該新一代制程技術(shù)，其最高速率可達(dá)每秒8.5Gb。

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

據(jù)美光DRAM制程集成副總裁Thy Tran表示，1β節(jié)點(diǎn)DRAM的量產(chǎn)已全面準(zhǔn)備就緒，將會率先在日本工廠量產(chǎn)，之后也會在中國臺灣量產(chǎn)。除此之外，美光還計(jì)劃在未來一年在嵌入式、數(shù)據(jù)中心、客戶端、消費(fèi)類產(chǎn)品、工業(yè)和汽車等領(lǐng)域量產(chǎn)1 β節(jié)點(diǎn)，推出包括顯示內(nèi)存和高帶寬內(nèi)存等產(chǎn)品。


三星緊隨其后，2023進(jìn)入1bnm工藝階段

在10月召開的Samsung Foundry Forum 2022活動上，三星對外公布了DRAM技術(shù)路線圖。按照規(guī)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(dá)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的線寬（半導(dǎo)體中電子經(jīng)過的電路寬度）減少了2nm以上。為了克服DRAM擴(kuò)展到10nm范圍以外的挑戰(zhàn)，三星一直在開發(fā)圖案化、材料和架構(gòu)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(jì)劃2026年推出DDR6內(nèi)存，2027年實(shí)現(xiàn)原生10Gbps的速度。與此同時，三星新一代GDDR7顯存將在明年問世。

閃存：邁向更高層數(shù)

自三星2013年推出全球首款3D NAND閃存之后，閃存層數(shù)與架構(gòu)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(shù)已經(jīng)達(dá)到了232層，未來閃存廠商還將朝著238層、300層甚至更高層數(shù)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(xiàn)已在美光新加坡工廠量產(chǎn)，它最初以組件形式通過美光旗Crucial英睿達(dá)SSD消費(fèi)產(chǎn)品線向客戶發(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，從而為客戶端到云端等數(shù)據(jù)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)路線圖顯示，232層之后美光還將發(fā)力2YY、3XX與4XX等更高層數(shù)。


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(jì)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(shù)的同時，實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸速度為2.4Gbps，相比前一代產(chǎn)品提高了50%，芯片讀取數(shù)據(jù)時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，三星宣布已開始量產(chǎn)三星產(chǎn)品中具有最高存儲密度的1Tb（太字節(jié)）三級單元（TLC）第8代V-NAND，其輸入和輸出(I/O)速度高達(dá)2.4 Gbps(千兆比特每秒)，相比上一代提升了1.2倍，這可以滿足PCIe 4.0和更高版本PCIe 5.0的性能要求。

業(yè)界透露，三星第8代V-NAND層數(shù)達(dá)到了236層。此外，三星還計(jì)劃到2030年推出超過1000層的產(chǎn)品，以更好地支持未來的數(shù)據(jù)密集型技術(shù)。


鎧俠與西數(shù)：未來發(fā)力500+層NAND

2022年10月，鎧俠宣布和西部數(shù)據(jù)位于日本四日市的合資工廠Fab7竣工，該工廠具備生產(chǎn)第六代162層閃存（BiCS6）和未來先進(jìn)3D閃存的能力，計(jì)劃于2023年初開始出貨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，它降低了每單位的成本，使每個晶圓的存儲數(shù)量增加了70%。

此前5月西部數(shù)據(jù)公布的技術(shù)路線圖顯示，兩家公司2032年之前還將陸續(xù)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(jié)語

盡管半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展暫時進(jìn)入“寒冬”，但存儲芯片賽道上的技術(shù)競爭仍舊十分激烈。無論是第五代10nm級DRAM技術(shù)，還是更高層數(shù)堆疊的NAND Flash，存儲大廠都在積極發(fā)力，以保持市場領(lǐng)先地位，并滿足市場對高容量、高性能產(chǎn)品需求，呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的潛能。冬天到了，存儲產(chǎn)業(yè)的春天還會遠(yuǎn)嗎？