當(dāng)前存儲器市場行情存在較大波動，而且整體上供貨短缺。因而，存儲器國產(chǎn)就顯得更為迫切，中國本土存儲芯片大廠如長江存儲和長鑫存儲都于2021年進(jìn)入規(guī)模量產(chǎn)的關(guān)鍵期。業(yè)界甚至指出，最快在2021年底~2022年，國內(nèi)存儲器廠商在市場上的重要性將逐漸顯現(xiàn)，并對整個產(chǎn)業(yè)供需帶來影響。
9月14日，長江存儲首席運(yùn)營官程衛(wèi)華在中國閃存市場峰會上透露，長江存儲64層NAND閃存出貨超3億顆，128層QLC NAND閃存也已準(zhǔn)備量產(chǎn)，TLC NAND閃存良率做到了相當(dāng)水準(zhǔn)。作為國內(nèi)存儲芯片市場上的一個重量級玩家，長江存儲于2018年8月首次在閃存峰會上發(fā)布自主研發(fā)的Xtacking架構(gòu)；于2018年第四季度成功量產(chǎn)32層NAND閃存；于2019年第三季度成功量產(chǎn)64層3D NAND閃存，同時搭載自主創(chuàng)新的Xtacking架構(gòu)?？紤]到國際領(lǐng)先的廠商已擁有100層以上的技術(shù)，長江存儲宣布跳過業(yè)界常見的96層，直接研發(fā)128層3D NAND閃存。2020年4月，長江存儲宣布成功研發(fā)128層3D NAND閃存，分別是128層QLC 3D NAND閃存和128層512Gb TLC閃存。
從2018年的32層3D NAND閃存、到2019年的64層3D NAND閃存，長江存儲達(dá)到了一年一代的速度，也可以說是以最大的努力、最快的速度追趕國際一線存儲芯片大廠。而后，長江存儲索性跳過96層3D NAND閃存、直接跨步到128層3D NAND閃存。在全球主流存儲器大廠集體奔向100層以上的2020年，長江存儲從64層閃存直接跳級到128層閃存，無疑是向業(yè)界再度表明，長江存儲要與國際一線存儲器大廠并肩同行的勇氣和決心。也可以這樣說，從32層NAND閃存小試牛刀，到64層NAND閃存擔(dān)綱主力，再到128層NAND閃存致力探索，長江存儲僅用3年時間就已在研發(fā)技術(shù)上完成從追趕到與世界主流并肩，免不了一度引起業(yè)界震撼。
此外，從全球閃存市場趨勢而言，長江存儲從64層閃存跨步到128層閃存，無疑是非常明智的決定。2019年64層、72層3D NAND產(chǎn)出比重為64.9%，在全球產(chǎn)出占據(jù)主要地位，而92層、96層3D NAND產(chǎn)出比重占總體的21.3%。然而，根據(jù)DRAMeXchange估計(jì)，隨著110+層閃存芯片的推出，92層、96層閃存會被快速取代，亦即92層、96層閃存產(chǎn)出占有率在2020年略微提升后就將逐步下降，預(yù)計(jì)2023年占全球市場總產(chǎn)出72.5%的將會是110+層閃存。
預(yù)計(jì)未來5年110+層NAND將逐漸占據(jù)主要市場
NAND閃存廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、SSD固態(tài)硬盤和數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域，其中智能手機(jī)和SSD固態(tài)硬盤構(gòu)成了下游最主要的需求。在2019年NAND閃存的需求構(gòu)成中，SSD固態(tài)硬盤占比達(dá)49.6%，智能手機(jī)占比為38%。再從歷年變化趨勢看，SSD增長相對明顯。2013年，SSD在NAND市場占比為13%；到2017年，SSD就已超越手機(jī)成為第一大下游應(yīng)用市場。一方面，超大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)帶動大量企業(yè)級SSD固態(tài)硬盤需求；另一方面，消費(fèi)級SSD固態(tài)硬盤合約價連續(xù)走低，也刺激了SSD對HDD在消費(fèi)領(lǐng)域的替代。到2019年，SSD占NAND 市場的比重已增長到49.6%，預(yù)計(jì)到2022年將有望達(dá)到52.4%。隨著5G帶來智能手機(jī)步入技術(shù)創(chuàng)新和出貨量上行周期，智能手機(jī)將有望持續(xù)占據(jù)NAND閃存第二大應(yīng)用市場地位。
智能手機(jī)和SSD固態(tài)硬盤是NAND閃存前兩大應(yīng)用市場
程衛(wèi)華還表示，長江存儲的產(chǎn)品已進(jìn)入高端智能手機(jī)和企業(yè)級應(yīng)用，“這些都是長江存儲取得的進(jìn)展”。Xtacking技術(shù)架構(gòu)進(jìn)入3.0階段，產(chǎn)能到明年年中將滿載。2018年，長江存儲推出第一代Xtacking技術(shù)架構(gòu)。2019年，長江存儲推出Xtacking 2.0版本。
此前，媒體就已報道，不少國產(chǎn)品牌業(yè)者陸續(xù)采用長江存儲NAND閃存，并加入生態(tài)合作伙伴的行列。以長江存儲64層3D NAND閃存為例，長江存儲CEO楊士寧就曾表示，長江存儲NAND閃存“出道即巔峰”，雖然64層3D NAND閃存只是公司第一個產(chǎn)品，但這顆產(chǎn)品已被用于華為Mate 40旗艦手機(jī)。“內(nèi)循環(huán)已然是大勢所趨，國內(nèi)整機(jī)廠商和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈彼此協(xié)同合作會越來越緊”。
除64層3D NAND外，于2020年4月宣布成功研發(fā)的128層3D NAND閃存也已走向市場，“飛入尋常百姓家”。據(jù)嘉合勁威官方消息，旗下品牌阿斯加特推出新品AN4 PCIe4.0 SSD，用的就是長江存儲128層3D TLC NAND閃存。業(yè)內(nèi)人士表示，從128層閃存的研發(fā)到量產(chǎn)，阿斯加特新品的推出意味著長江存儲128層閃存已正式出貨。而對于目前尚沒有高端PCIe 4.0 SSD的國產(chǎn)存儲來說，更是填補(bǔ)了這一空白。供應(yīng)鏈也估計(jì)，長江存儲128層NAND閃存將先從消費(fèi)性產(chǎn)品切入，至于智能手機(jī)、筆記本電腦等將于2022年正式出貨至相關(guān)供應(yīng)鏈，優(yōu)先打入國內(nèi)市場機(jī)種。
市場還指出，在長江存儲的量產(chǎn)規(guī)模提升下，群聯(lián)獲得長江存儲NAND閃存供貨比重也將逐步提高，相較于2020年供應(yīng)比重約5％，預(yù)計(jì)未來提升至10%~15%比重。由于群聯(lián)近年來積極從傳統(tǒng)消費(fèi)性市場轉(zhuǎn)型至嵌入式ODM模塊應(yīng)用，2022年將可望擴(kuò)大打入國內(nèi)智能手機(jī)UFS機(jī)種供應(yīng)鏈，預(yù)計(jì)與長江存儲合作關(guān)系也將更為密切。
至于筆記本電腦應(yīng)用產(chǎn)品也在同步推廣中，多家筆電品牌也在規(guī)劃2022年國內(nèi)新機(jī)種，據(jù)傳，長江存儲128層NAND閃存進(jìn)入品牌大廠的設(shè)計(jì)開發(fā)中，將可望與主控芯片廠慧榮進(jìn)行新品合作開發(fā)。
據(jù)估計(jì)，盡管2021年長江存儲于全球NAND閃存市占率為3%~4%，但在業(yè)界國產(chǎn)存儲替代浪潮下，長江存儲作為國產(chǎn)化的指針，除消費(fèi)性產(chǎn)品及SSD應(yīng)用市場，本土多家智能手機(jī)及筆記本電腦大廠已提前展開驗(yàn)證測試，甚至在云端及數(shù)據(jù)中心也在進(jìn)行評估中，市場推廣腳步及產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈正快速成形中。
目前，長江存儲128層TLC閃存芯片已經(jīng)入市，良率也做到相當(dāng)水準(zhǔn)。而另一款128層QLC，據(jù)程衛(wèi)華表示，量產(chǎn)準(zhǔn)備也已就緒。事實(shí)上，隨著NAND儲存單位成本下降趨勢，全球各大NAND原廠看好QLC NAND發(fā)揮儲存位密度提高的效應(yīng)，QLC NAND將成為兵家必爭之地，預(yù)計(jì)2021年底~2022年各大原廠對QLC NAND閃存供給成長將大幅增加，并從2022~2023年持續(xù)擴(kuò)大PCOEM市占版圖，搭載至讀取型數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，進(jìn)入快速成長期。
所謂SLC、MLC、TLC、QLC及PLC，指的是閃存的類型，每個cell單元分別存放1、2、3、4、5位電荷，所以容量越來越大。NAND閃存從SLC到MLC再到TLC，成本一步步降低，而容量一步步提升，因此得以普及。由于堆棧層數(shù)越多、技術(shù)難度越高，隨之而來的投資金額壓力也更為龐大。相較之下，隨著單元儲存數(shù)據(jù)位數(shù)的增加，儲存成本效益提高幅度會出現(xiàn)下滑，從TLC改采QLC可降低成本約25%，而QLC可重復(fù)使用TLC現(xiàn)有設(shè)備，帶來提高儲存位密度提高及降低成本的吸引力，成為上游NAND原廠大舉搶進(jìn)的布局重點(diǎn)。
市場估計(jì)，2020年QLC NAND閃存產(chǎn)能供給年增率達(dá)1.5~1.6倍，2021年將延續(xù)增長1.2~1.3倍，雖然相較于主流的TLC NAND閃存供給比重仍低，但2021年QLC NAND閃存供給將超過MLC NAND閃存和SLC NAND閃存總和。
依照長江存儲披露的進(jìn)程來看，其兩款128層產(chǎn)品來得正是時候。此前，長江存儲市場與銷售高級副總裁龔翊曾指出，長存128層QLC NAND閃存將率先應(yīng)用于消費(fèi)級SSD，并逐步進(jìn)入企業(yè)級服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，以滿足未來5G、AI時代多元化數(shù)據(jù)存儲需求。
