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内存厂商豪赌先进制程,闪存产品迈向更高层数

进入第四季度,由于消费电子市场需求持续疲软,存储芯片供应链库存仍旧高企,价格跌幅不断扩大。

全球市场研究机构TrendForce集邦咨询数据显示,今年第四季度DRAM价格跌幅将扩大至13~18%,NAND Flash在第四季度同样维持下跌趋势,价格跌幅则将扩大至15~20%。cZPesmc

存储芯片市场迎来下行周期,产业变得愈发保守起来,比如缩减产能、灵活调整资本支出。美光科技预计2023财年资本支出为80亿美元,同比下滑33%;铠侠日本的两座NAND闪存工厂从10月开始晶圆生产量将减少约30%;三星表示可能灵活调整2023年设备方面的资本支出;SK海力士决定将明年的投资规模从今年预计的15万亿韩元至20万亿韩元减少到50%以上的标准。cZPesmc

不过,在逆境之下,存储大厂始终对先进技术保持积极投入的态度。cZPesmc

内存:豪赌先进制程

对DRAM芯片而言,先进制程意味着高能效与高容量,以及更好的终端使用体验。当前,DRAM先进制程工艺——10nm级别,经历了1x、1y、1z与1α四代技术,目前来到了第五代。cZPesmc

美光率先发力,1β DRAM即将量产cZPesmc

11月2日,美光科技宣布采用全球先进技术节点的1β DRAM产品已开始向部分智能手机制造商和芯片平台合作伙伴送样以进行验证,并做好了量产准备。美光率先在低功耗LPDDR5X移动内存上采用该新一代制程技术,其最高速率可达每秒8.5Gb。cZPesmc

美光透露,与1α相比,1β技术可将能效提高约15%,内存密度提升35%以上,单颗裸片容量高达16Gb。美光认为,随着LPDDR5X的出样,移动生态系统将率先受益于1β DRAM产品的优势,从而解锁下一代移动创新和先进的智能手机体验,并同时降低功耗。cZPesmc

据美光DRAM制程集成副总裁Thy Tran表示,1β节点DRAM的量产已全面准备就绪,将会率先在日本工厂量产,之后也会在中国台湾量产。除此之外,美光还计划在未来一年在嵌入式、数据中心、客户端、消费类产品、工业和汽车等领域量产1β节点,推出包括显示内存和高带宽内存等产品。cZPesmc

三星紧随其后,2023进入1bnm工艺阶段cZPesmc

在10月召开的Samsung Foundry Forum 2022活动上,三星对外公布了DRAM技术路线图。按照规划,三星将于2023年进入1bnm工艺阶段,即第五代10nm级别DRAM产品,芯片容量将达到24Gb(3GB)-32Gb(4GB),原生速度将在6.4-7.2Gbps。cZPesmc

与目前主力第四代10nm级DRAM相比,三星第五代10nm级DRAM的线宽(半导体中电子经过的电路宽度)减少了2nm以上。为了克服DRAM扩展到10nm范围以外的挑战,三星一直在开发图案化、材料和架构方面的颠覆性解决方案,高K材料等技术正在顺利进行中。cZPesmc

三星还计划2026年推出DDR6内存,2027年实现原生10Gbps的速度。与此同时,三星新一代GDDR7显存将在明年问世。cZPesmc

闪存:迈向更高层数

自三星2013年推出全球首款3D NAND闪存之后,闪存层数与架构不断突破,容量也不断提升。目前可以量产的NAND Flash最高层数已经达到了232层,未来闪存厂商还将朝着238层、300层甚至更高层数迈进。cZPesmc

美光:232层NAND量产cZPesmc

2022年7月,美光科技宣布推出全球首款232层NAND,该产品现已在美光新加坡工厂量产,它最初以组件形式通过美光旗Crucial英睿达SSD消费产品线向客户发货。与前几代美光NAND相比,美光232层NAND具有业界最高的面密度,并提供更高的容量和更高的能效,从而为客户端到云端等数据密集型用例提供支持。cZPesmc

232层NAND不是美光闪存技术迭代的终点,今年5月该公司曝光的技术路线图显示,232层之后美光还将发力2YY、3XX与4XX等更高层数。cZPesmc

SK海力士:238层NAND明年上半年量产cZPesmc

2022年8月,SK海力士宣布成功研发238层512Gb TLC 4D NAND闪存,计划在2023年上半年正式投入量产。238层NAND闪存成功堆栈更高层数的同时,实现了业界最小的面积。cZPesmc

新产品每单位面积具备更高的密度,借其更小的面积能够在相同大小的硅晶片生产出更多的芯片,因此相比176层NAND闪存其生产效率也提高了34%。此外,238层NAND闪存的数据传输速度为2.4Gbps,相比前一代产品提高了50%,芯片读取数据时的能源消耗也减少了21%。cZPesmc

三星:1Tb TLC第8代V-NAND已量产cZPesmc

11月7日,三星宣布已开始量产三星产品中具有最高存储密度的1Tb(太字节)三级单元(TLC)第8代V-NAND,其输入和输出(I/O)速度高达2.4Gbps(千兆比特每秒),相比上一代提升了1.2倍,这可以满足PCIe 4.0和更高版本PCIe 5.0的性能要求。cZPesmc

业界透露,三星第8代V-NAND层数达到了236层。此外,三星还计划到2030年推出超过1000层的产品,以更好地支持未来的数据密集型技术。cZPesmc

铠侠与西数:未来发力500+层NANDcZPesmc

2022年10月,铠侠宣布和西部数据位于日本四日市的合资工厂Fab7竣工,该工厂具备生产第六代162层闪存(BiCS6)和未来先进3D闪存的能力,计划于2023年初开始出货162层闪存。cZPesmc

与第五代技术相比,BiCS6的横向单元阵列密度提高了10%;同时,它降低了每单位的成本,使每个晶圆的存储数量增加了70%。cZPesmc

此前5月西部数据公布的技术路线图显示,两家公司2032年之前还将陆续推出200层以上、300层以上、400层以上与500层以上闪存技术。cZPesmc

结语

尽管半导体产业发展暂时进入“寒冬”,但存储芯片赛道上的技术竞争仍旧十分激烈。无论是第五代10nm级DRAM技术,还是更高层数堆叠的NAND Flash,存储大厂都在积极发力,以保持市场领先地位,并满足市场对高容量、高性能产品需求,呈现出持续发展的潜能。冬天到了,存储产业的春天还会远吗?cZPesmc

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