技術(shù)革新是關(guān)鍵 移動(dòng)存儲(chǔ)器市場一片晴好
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DRAM三足鼎立，大起大落成為歷史
去年?duì)柋剡_(dá)并入美光震動(dòng)了DRAM市場，三足鼎立之勢儼然形成并難以再撼動(dòng)。整體而言，DRAM產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整已經(jīng)邁向尾聲。
受到智能手機(jī)的熱銷與平板電腦的興起，PC出貨萎靡不振已經(jīng)是業(yè)界普遍的共識(shí)，因此DRAM產(chǎn)業(yè)的供給端已逐步將生產(chǎn)計(jì)劃轉(zhuǎn)向其他DRAM商品，包含毛利較高的移動(dòng)存儲(chǔ)器及服務(wù)器存儲(chǔ)器。與此同時(shí)，一線DRAM廠減少資本支出，臺(tái)系DRAM廠幾乎全面退出DRAM市場，產(chǎn)出減少。在全球標(biāo)準(zhǔn)型存儲(chǔ)器產(chǎn)出逐漸緊縮的供給調(diào)整下，目前的供需較為平緩，PC廠的補(bǔ)貨動(dòng)作一再推高DRAM價(jià)格的上漲走勢。4GB合約價(jià)已連續(xù)五個(gè)月持續(xù)漲幅，均價(jià)來到25.5美元，最高價(jià)更達(dá)到26美元，離歷史高價(jià)的30美元大關(guān)已相去不遠(yuǎn)。這使得DRAM廠逐步恢復(fù)獲利狀態(tài)，平均銷售單價(jià)將會(huì)呈現(xiàn)較為健康的正面發(fā)展，避免重蹈過往“大起大落”的惡性循環(huán)。
表一：2013年第一季度全球移動(dòng)存儲(chǔ)器營收排名(單位：百萬美元)
2013年由于供需逐步走向健康面，標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器產(chǎn)出大幅減少下，價(jià)格亦呈現(xiàn)大幅上揚(yáng)的價(jià)格走勢，不僅帶動(dòng)移動(dòng)存儲(chǔ)器價(jià)格止穩(wěn)，亦帶動(dòng)近期服務(wù)器存儲(chǔ)器價(jià)格上揚(yáng)。TrendForce認(rèn)為，在供給產(chǎn)能未有重大改變的前提之下，2013年整體的DRAM平均銷售單價(jià)(ASP)將會(huì)有至少6%的年成長，并帶動(dòng)整體DRAM產(chǎn)值成長至346億美元，與去年相較大幅成長30%。今年大部分DRAM廠將逐漸轉(zhuǎn)虧為盈，韓系廠商在2xnm制程條件下，獲利能力更是大幅超越同業(yè)，各大DRAM廠全面獲利將指日可待。
展望2014年，TrendForce指出，由于廠商制程升級已經(jīng)瀕臨物理極限，預(yù)計(jì)2014年2X納米將成為主流制程，后續(xù)獲利能力將取決于高附加價(jià)值的產(chǎn)品(LPDDR4 or DDR4)以及下一代的堆迭技術(shù)(3D-IC, TSV)，單純供給量成長已退居為次要的獲利指標(biāo)。由于制程持續(xù)微縮的難度大幅增高，DRAM產(chǎn)業(yè)未來數(shù)年的展望將可望延續(xù)2013年度緩慢復(fù)蘇的態(tài)勢，過往價(jià)格端大起大落的巨幅波動(dòng)將成為歷史。
TrendForce還表示，2014年三星半導(dǎo)體挾其高度垂直整合的企業(yè)結(jié)構(gòu)囊括DRAM一半市占的態(tài)勢將維持不變，其移動(dòng)存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)將更受惠于三星智能手機(jī)出貨而可望進(jìn)一步提升營業(yè)利潤。美商美光半導(dǎo)體與日商爾必達(dá)正式合并以后，不論是產(chǎn)能或是產(chǎn)品組合都能夠與位居第二的韓系廠SK海力士一較高下。
NAND Flash穩(wěn)健成長，eMMC扮演引擎
NAND Flash方面，智能手機(jī)、平板電腦與Ultrabook銷售佳績帶動(dòng)NAND Flash內(nèi)嵌式應(yīng)用eMMC與固態(tài)硬盤(SSD)出貨增加，加上NAND Flash供應(yīng)商今年多數(shù)暫緩產(chǎn)能擴(kuò)充以及節(jié)制產(chǎn)出，大幅改善產(chǎn)業(yè)的供給與需求狀況，NAND Flash價(jià)格走勢也穩(wěn)定許多，因此2013年NAND Flash整體產(chǎn)值將在需求持續(xù)成長以及ASP跌幅收窄的利好下，較2012年有大幅成長。
表二：2013年Q1 NAND Flash品牌廠商營收排行
近期內(nèi)存業(yè)界傳出三星電子將策略性淡出小型內(nèi)存卡microSD生產(chǎn)行列，未來僅針對少數(shù)幾家客戶以供應(yīng)Wafer方式，讓客戶自行生產(chǎn)并封裝microSD成卡，三星既有資源將全部投入在eMMC、eMCP(多芯片封裝內(nèi)存)、SSD等嵌入式產(chǎn)品。
對于隸屬移動(dòng)存儲(chǔ)器產(chǎn)品類別的eMCP，由于三星擴(kuò)大第二季智能手機(jī)的銷售目標(biāo)，因此約七成的移動(dòng)存儲(chǔ)器產(chǎn)能被保留給自家產(chǎn)品使用，導(dǎo)致 eMCP的供應(yīng)上已經(jīng)明顯出現(xiàn)吃緊的情況。雖然三星對于一線廠商第二季的合約價(jià)沒有太大波動(dòng)，但是三星代理商經(jīng)營的二三線廠商在價(jià)格與供貨上已經(jīng)遭遇非常嚴(yán)重的沖擊，主流配置容量如eMCP4+4、4+8的漲幅有些甚至已達(dá)五成。不但價(jià)格漲幅劇烈，而且供貨較一線廠商更為緊張，到五月已紛紛面臨缺貨停線的窘境，對于二、三線的廠商來說可謂是雪上加霜。
預(yù)期2013年第三季，美光與爾必達(dá)整合的效益也將逐步發(fā)酵，eMCP產(chǎn)品線也已經(jīng)送交客戶測試，下半年可望緩解短缺的問題，搶占中國手機(jī)市場。目前，爾必達(dá)廣島廠為了應(yīng)對迅速增加的移動(dòng)存儲(chǔ)器需求已將產(chǎn)品線調(diào)整至滿載，其子公司瑞晶亦正式轉(zhuǎn)進(jìn)移動(dòng)存儲(chǔ)器中，預(yù)期今年第二季仍會(huì)有不錯(cuò)的獲利表現(xiàn)。TrendForce預(yù)估，由于移動(dòng)存儲(chǔ)器廠商成為寡頭供應(yīng)的態(tài)勢已然明確，下半年的價(jià)格降幅將逐步縮小，隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大與先進(jìn)制程升級，存儲(chǔ)器廠商可望在移動(dòng)存儲(chǔ)器領(lǐng)域維持獲利。 [!--empirenews.page--]
從需求面來看，TrendForce預(yù)估2013年整體智能手機(jī)規(guī)模將上看9.35億只，較2012年年增38%，平板電腦市場各廠商也持續(xù)推出多元化產(chǎn)品，加上白牌平板的興起，2013年出貨量將達(dá)到2億臺(tái)，將超越筆記本電腦的市場規(guī)模。此外，隨著智能手機(jī)功能與硬件規(guī)格逐步提升，加上消費(fèi)者對于產(chǎn)品效能與多媒體影音要求也日益增加，愈來愈多中低端手機(jī)也搭載eMMC有助于推升eMMC滲透率，TrendForce認(rèn)為eMMC的高速發(fā)展將持續(xù)扮演整體NAND Flash需求端的成長引擎。
從供給端來看，2013年NAND Flash供應(yīng)商資本支出與產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃顯得相對保守，絕大多數(shù)增加的產(chǎn)出來自于制程轉(zhuǎn)移，由于eMMC與SSD對于產(chǎn)品性能與可靠性的要求較高，預(yù)期今年20納米產(chǎn)品比重全年將依舊維持70%以上，更為先進(jìn)的制程技術(shù)應(yīng)用預(yù)期發(fā)酵時(shí)間點(diǎn)將落在明年。因此今年產(chǎn)出有限情況下，整體產(chǎn)出年成長率將僅有41.5%。
事實(shí)上，eMMC已成為NAND Flash大廠集中火力的新領(lǐng)域，包括三星、東芝、海力士、美光、閃迪等5大NAND Flash廠都已展開全面布局，尤其三星與海力士憑借Mobile RAM優(yōu)勢，幾乎已囊括所有eMCP市場。
NAND Flash業(yè)者認(rèn)為，2013年智能手機(jī)搭載eMMC比重已高達(dá)80-90％，不僅內(nèi)存容量成長，未來eMMC需求將持續(xù)擴(kuò)大，除高階智能手機(jī)采用eMMC模塊，中、低階智能手機(jī)亦將開始導(dǎo)入。
TrendForce認(rèn)為，三星將持續(xù)加速轉(zhuǎn)移1x納米應(yīng)用在SSD與eMMC等系統(tǒng)產(chǎn)品上，同時(shí)也將持續(xù)提升TLC產(chǎn)出比重以應(yīng)對下半年客戶的需求。4月中，三星宣布已開始量產(chǎn)采用10納米先進(jìn)制程128GB的NAND閃存芯片，這是繼去年11月推出10納米64GB芯片后的又一新高，代表三星在內(nèi)部存儲(chǔ)器領(lǐng)域維持多元的產(chǎn)品陣容，并在嵌入式存儲(chǔ)芯片的多媒體卡和SSD的領(lǐng)域已有傲人的優(yōu)勢。iSuppli預(yù)測，今年NAND Flash芯片出貨量將達(dá)405億片，其中128GB的芯片將占30%。
而SK海力士eMMC與SSD的主流顆粒制程依舊為20納米，16納米產(chǎn)品將在第二季季底完成開發(fā)，下半年可望順利量產(chǎn)。美光和英特爾也在持續(xù)改善20納米產(chǎn)品的良率，并將持續(xù)提高產(chǎn)品出貨比重。
根據(jù)拆解分析機(jī)構(gòu)Techinsights最近對目前市面上先進(jìn)DRAM存儲(chǔ)器單元(cell)技術(shù)所做的詳細(xì)比較分析發(fā)現(xiàn)，雖然已有部分預(yù)測指出DRAM存儲(chǔ)器單元將在30納米制程遭遇微縮極限，但各大DRAM制造商仍將持續(xù)朝2x納米甚至1x納米節(jié)點(diǎn)前進(jìn)。
為應(yīng)對來自智能手機(jī)、平板設(shè)備等非PC設(shè)備對DRAM的強(qiáng)勁需求，以及PC用DRAM市場的穩(wěn)定成長，DRAM存儲(chǔ)器單元架構(gòu)的進(jìn)一步微縮確實(shí)有其必要。Techinsights最近分析了包括三星、SK海力士、美光與爾必達(dá)已量產(chǎn)的3x納米SDRAM存儲(chǔ)器單元陣列結(jié)構(gòu)之制程技術(shù)與元件架構(gòu)，推論該技術(shù)仍有進(jìn)一步微縮的空間，而共同解決方案是結(jié)合埋入式字元線(buried wordlines，b-WL)與鰭狀存取電晶體(fin-shaped access transistors)。
另一方面，一個(gè)全新的3D時(shí)代正呼嘯而來，一切都將三維數(shù)字化，就連小小的存儲(chǔ)芯片也概莫能外。近日，由英特爾與美光合資的IM Flash Technologies表示，該公司正計(jì)劃為其NAND閃存芯片導(dǎo)入3D制程，目前正為這一開發(fā)制程尋找合適的新材料；此外，該公司也預(yù)計(jì)其20nm的2D存儲(chǔ)器單元可望再微縮一、兩代。
英特爾公司技術(shù)與制造副總裁兼IM Flash公司首席執(zhí)行官Keyvan Esfarjani表示，目前整個(gè)業(yè)界都預(yù)期非揮發(fā)性NAND閃存技術(shù)將從2D存儲(chǔ)器陣列過渡至NAND晶體管整合單芯片。3D存儲(chǔ)器預(yù)計(jì)將以垂直半導(dǎo)體通道的方式排列，以多層環(huán)繞式柵極(GAA)結(jié)構(gòu)形成多電柵級存儲(chǔ)器單元晶體管。
東芝公司已率先以其p-BiCS技術(shù)導(dǎo)入3D NAND制程。該公司在去年底宣布開發(fā)出基于50nm直徑垂直通道的16層元件。該元件預(yù)計(jì)在今年出樣，2015年量產(chǎn)。東芝的p-BiC技術(shù)采用U形排列晶體管。
但Esfarjani指出，2D NAND閃存存在微縮瓶頸，預(yù)計(jì)還可再微縮兩代──在15nm與10nm節(jié)點(diǎn)。而第一個(gè)3D NAND可能出現(xiàn)在15nm 2D制程節(jié)點(diǎn)。Esfarjani還表示，IM Flash在20nm節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入取代34nm與25nm“環(huán)繞式”單元的平面浮柵的高-K金屬柵極單元，未來還可望再進(jìn)一步微縮。IM Falsh公司在2012年利用其于邏輯電路取得的HKMG經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入了128Gbit NAND閃存。 [!--empirenews.page--]
“過渡到3D并不會(huì)受到微影技術(shù)的限制?！盓sfarjani指出，直徑40nm的半導(dǎo)體通道最適用。然而，目前業(yè)界所面臨的挑戰(zhàn)在于測量，以及找到一種最佳的材料——它必須能夠承受多層半導(dǎo)體制程的溫度以及高深寬比的蝕刻，才能驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體內(nèi)部垂直通道。而這必須精確地控制在89.8的錐度。
“再過幾年將可實(shí)現(xiàn)這一NAND市場，同時(shí)它也將持續(xù)幾年的成長。2D NAND持續(xù)采用平面浮柵單元，而3D NAND則將帶領(lǐng)我們跨越10nm的限制?！盓sfarjani總結(jié)道。
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