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全球疫情爆發,將會對存儲市場產生怎樣的變化?

我快閉嘴 ? 來源: 半導體行業觀察 ? 作者: 半導體行業觀察 ? 2020-10-14 14:34 ? 次閱讀
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2020年,疫情在全球爆發,加大了存儲器件價格波動的概率。同時,業內也出現了需求疲軟及供應不暢等問題。外媒多次報道,存儲芯片制造商下半年的處境并不樂觀,存儲芯片的價格將持續下滑。

雖然受到諸多影響,但三星、鎧俠(原東芝)、美光等存儲大廠擴大投資熱度卻不斷攀升,正在積極建廠和擴充產能。這些海外廠商動作頻頻,將會使存儲市場產生怎樣的變化?

存儲器市場概覽

縱覽整個存儲器市場,其絕大部分由海外巨頭公司掌握,國產公司處于相對落后的位置。DRAM和NAND Flash是最主流的半導體存儲器,市場規模占比超過95%。

2019年NAND Flash市場規模達到了490億美元。據IDC預測,2023年將產生105ZB數據,其中12ZB將會被存儲下來。NAND Flash市場份額基本被國外公司所壟斷,主要的廠家為三星、鎧俠、西數、美光等。國產廠商長江存儲處于起步狀態,正在市場與技術上奮起直追。

DRAM是存儲器市場規模最大的芯片,2018年DRAM市場規模已超過1000億美元,2019年由于價格大幅下降以及服務器、手機等下游均出現同比下滑,市場空間出現下降,根據Trend Force數據統計,2019 年DRAM市場空間約621億美元。目前,DRAM芯片的市場格局是由三星、SK海力士和美光統治,三大巨頭市場占有率合計已超過95%,而三星一家公司市占率就已經逼近50%。

在此市場狀況下,海外存儲大廠的投資、擴產行為對于國內處于起步階段的眾廠商來說,將是一場大考驗。

存儲龍頭大力擴產

此前,三星電子宣布了在韓國平澤廠區的擴產計劃,除擴建采用極紫外光(EUV)的晶圓代工生產線及DRAM產能之外,還將擴大3D NAND閃存方面的產能規模。業界預估三星電子僅用于3D NAND閃存方面的投資額就達8萬億韓元(約合470億元人民幣)。

據了解,三星電子將在平澤廠區的二期建設中投建新的3D NAND生產線,量產100層以上三星電子最先進的第六代V-NAND閃存,無塵室的施工5月份已經開始進行。新生產線預計將于2021年下半年進入量產階段,新增產能約為2萬片/月的晶圓。

去年年底,三星電子便啟動了中國西安廠二期的建設,投資80億美元。西安廠二期主要生產100層以下的第五代V-NAND,平澤二廠則會生產100層以上的第六代V-NAND。三星NAND Flash生產線主要分布在韓國華城廠區、平澤廠區以及中國西安廠區。

無獨有偶,其他存儲產商也大幅度投入了存儲產能的擴充。

美光這兩年不斷有加大存儲資本投入的消息傳出。首先看DRAM方面,據臺媒報道,美光將在臺灣加碼投資,要在現有廠區旁興建A3及A5兩座晶圓廠,總投資額達4000億元新臺幣(約合人民幣903億元),2020年第4季導入最新的1z制程試產,借此縮小與三星的差距;第二期A5廠將視市場需求,逐步擴增產能,規劃設計月產能6萬片。

今年早些時候,美光表示,A3 預計本年第四季度完工,2021年投入生產,導入最新的1Znm制程試產。據了解,1Znm工藝是存儲行業最新的制程技術,可提供更高的密度、更高的效率和更快的速度,該標準涵蓋了12nm到14nm之間的工藝標準,而1ynm標準則在14nm到16nm之間。

美光還在陸續大規模生產DDR4和LPDDR4,2020年初美光基于1Znm技術的DDR5 RDIMM開始送樣,還將投入下一世代HBM以及1α技術的研發。同時,美光表示,為了持續推進先進技術的發展,今年其潔凈室投資是往年的1.5-2倍,主要用于加速向先進節點切換,提升先進制程產能,包括EUV潔凈室的建設,全球靈活布局產能。

與此同時,美光也在去年宣布啟用在新加坡擴建的3D NAND閃存晶圓廠,讓美光在新加坡的布局更加完整。美光指出,擴建的設施能夠為無塵室空間帶來運作上的彈性,更可以促成3D NAND技術進階節點的技術轉型。

由于目前美光在第三代96層3D NAND已可進入量產,因此技術上要將重心擺在第四代128層去發展,將128層3D NAND做到更穩定、能夠量產的階段。

美光預期該擴建的新廠,可于下半年開始生產,但礙于目前市場NAND供過于求的情況,以及要將3D NAND技術提升,所以暫時不會因為擴廠而增加任何新的晶圓產能。在最新一期的財報中,美光表示將在2021年投入約90億美元的資本支出。

鎧俠也將按照原計劃增產投資,在日本四日市工廠廠區內興建3D NAND閃存新廠房 “ Fab 7廠房”,總投資額預估最高達3000億日元(約合200億元人民幣),預定2022年夏天完工。鎧俠合作伙伴西部數據預估會分擔投資。

與此同時,鎧俠和西部數據還將在巖手縣北上市投資70億日元,新建的K1新工廠計劃于2020年上半年開始生產3D NAND。

SK海力士也已經開始對存儲半導體進行積極的設備投資。計劃對中國無錫工廠(C2F)投資約3.2兆韓元(約人民幣171.42億元)。SK海力士計劃在C2F工廠的空余空間內建設月度產能達到3萬個的DRAM 產線,自2020年7月已經開始導入設備。

SK海力士計劃以保守的態度實施最初制定的投資計劃。且認為存儲半導體市場肯定會出現恢復,因此再次啟動投資。此外,原計劃自2021年1月起,對利川工廠(京畿道)的M16進行設備投資,現在計劃在2020年之內完成設備導入,且正與設備廠家在進行調整。此外,SK海力士計劃將DRAM產線(利川)的增產規模從原來的2萬個提高至3萬個,此外,還計劃將NAND閃存(清州)的產能提高5,000個,且已經在推進。

有備而來的存儲廠商

不難發現,相較于NAND Flash,DRAM市場似乎顯得謹慎。就目前而言,DRAM供應商三星、SK海力士、美光等對DRAM的投產相對保守,除了三星增加DRAM新產能外,美光日本廣島新工廠B2會投產,也正計劃在臺灣地區興建晶圓廠生產DRAM,但大部分DRAM供應還是依靠制程技術提升滿足市場需求,2020年三家原廠將擴1znm工藝技術提高DRAM產量。

盡管出現了新冠肺炎這一前所未有的危機,海外巨頭依然積極進行設備投資,其主要原因是他們都對存儲半導體市場持有積極的態度。

首先,雖然受新冠肺炎影響全球經濟出現低迷,服務器和PC方向的DRAM需求卻在增長。此外,以互聯網未中心的居家辦公、在線教育、業余活動、在線購物等的大量出現,導致服務器、PC的銷售增多,從而帶動了DRAM的需求增長。

其次,從根源上看,三星等廠商擴大產能,與市場上的預期有關。隨著5G自動駕駛物聯網AI的到來,圍繞著數據的生意正在快速增長。從2017年開始,以DRAM和NAND Flash為主的半導體存儲市場規模已超過1000億美金,增長速度遠超于半導體產業發展。

疫情的到來雖然使全球經濟充滿了不確定性,但促進半導體需求增長的因素卻不少,因此海外廠商才繼續進行積極的投資。某位熟悉韓國半導體行業的分析人士指出:“從韓國半導體巨頭的投資計劃來看,可以說他們對半導體市場情況持有肯定的態度”。

這些存儲廠商都是有備而來。

中國存儲產業面臨考驗

在這些廠商加速存儲布局,搶占下一個未來的時候,正在發力的的中國存儲產業或將受到沖擊。

發展至今,NAND Flash已呈現白熱化階段 。 在本次投資擴產及相關市場競爭當中,各大閃存廠商無疑將先進工藝放在了重點位置。

三星電子此次在平澤二期中建設的就是100層以上的第六代V-NAND。目前三星電子在市場上的主流NAND閃存產品為92層工藝,預計今年會逐步將128層產品導入到各類應用當中,以維持成本競爭力。

美光也在積極推進128層3D NAND的量產與應用,特別是固態硬(SSD)領域,成為美光當前積極布局擴展的重點,與PC OEM廠商進行Client SSD產品的導入。美光科技執行副總裁兼首席商務官Sumit Sadana表示,128層3D NAND如果被廣泛使用,將大大降低產品成本。美光于2019年10月流片出樣128層3D NAND。

根據集邦咨詢的介紹,SK海力士將繼續增加96層產品的占比,同時著重進行制造工藝上的提升。SK海力士2019年6月發布128層TLC 3D NAND,預計今年將進入投產階段。

鎧俠今年1月發布112層3D NAND,量產時間預計在下半年。鎧俠今年的主力產品預計仍為96層,將滿足SSD方面的市場需求。隨著112層產能的擴大,未來鎧俠會逐步將之導入到終端產品中。

看向國內 ,去年9月,長江存儲發布了64層3D NAND閃存。有消息稱,長江存儲64層消費級固態硬盤將于今年第三季度上市。有分析認為,長江存儲今年的重點在于擴大產能,同時提升良率,并與OEM廠商合作進行64層3D NAND的導入。不過今年4月長江存儲也發布了兩款128層3D NAND閃存,量產時間約為今年年底至明年上半年。在先進工藝方面,長江存儲并不落于下風。

研發獲得成功只是第一步,后期量產的良率是成敗的關鍵之一,未來要進入量產,勢必要達到一定的良率,確保每片3D NAND的可用晶圓數量,成本結構才會具有市場競爭力。與實力雄厚的國外廠商相比,長江存儲處于剛剛跟上腳步的階段。如果閃存產業陷入了殺價潮,那么對長江存儲來說,優勢就不再明顯。

再看DRAM產業,當年韓國廠商也是透過擴產、降價等方式,將當時如日中天的日本DRAM產業和尚在襁褓中的臺灣地區DRAM扼殺在搖籃中,對于正在崛起的中國存儲來說,如何避免陷入這種困境,是在提高產品質量和供應的時候,是需要考慮的另一個問題。

半導體專家莫大康曾指出,存儲芯片具有高度標準化的特性,且品種單一,較難實現產品的差異化。這導致各廠商需要集中在工藝技術和生產規模上比拼競爭力。因此,每當市場格局出現新舊轉換,廠商往往打出技術牌,以期通過新舊世代產品的改變,提高產品密度,降低制造成本,取得競爭優勢。

有報道指出,中國的長鑫存儲(CXMT)在2020年上半年量產用于PC的DDR4 DRAM。由于DDR4是目前最常用的DRAM半導體的規格,因此,相關產品的量產也意味著中國企業對韓國廠家形成了威脅。為了擺脫中國廠商的窮追猛趕,韓國廠家正在實施“差異性戰略”——極紫外光刻(EUV)工藝。

三星電子于2020年四月成功生產了100萬個采用了EUV技術的10納米通用DRAM(1x)。之所以將EUV技術應用于1xDRAM,是出于測試的目的。真正要采用EUV技術的產品是計劃在2021年量產的第四代(4G)10納米DRAM(1a)。就1a產品的工藝而言,是將EUV技術靈活運用在位線(Bit Line,將信息向外部輸送)的生產中。據說,三星已經將EUV應用于現有的工序中(據說是2-3層)。

此外,SK海力士也在準備將EUV技術應用于DRAN生產。SK海力士已經在利川總部工廠導入了約2臺EUV曝光設備,用于研究開發,目標是計劃在2021年通過EUV技術批量生產DRAM。

有分析師指出,“EUV工藝是目前中國廠家無法模仿的先進技術,率先采用EUV工藝的DRAM,對于要求較高的數據中心而言,是十分有利的。”

在先進工藝方面,中國存儲廠商仍然需要努力。

總結

存儲市場目前雖仍由海外廠商占據主導地位,但中國廠商正在逐步崛起。正如前文所言,海外廠商投資擴產除了看到存儲的前景以外,中國廠商的崛起也是其中微小卻不可忽視的原因之一。

對于中國廠商來說,無論是之后也許會到來的價格戰還是與大廠的技術差異,都是需要孤注一擲,全力攻克的難關。

這一場大考,不能輸。
責任編輯:tzh

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