存储大厂NAND技术迎突破

AI人工智能正推动存储器产业强劲发展，AI应用带来了海量数据增长，存储容量与性能需求大幅提升，NAND Flash技术重要性不断凸显。因此，存储大厂积极布局以HBM为代表的DRAM产业的同时，也并未忽视NAND Flash的发展。最新消息显示，三星、铠侠两家大厂NAND技术迎来新进展。

三星第九代V-NAND闪存材料技术突破

三星于今年4月宣布其第九代V-NAND 1Tb TLC产品开始量产，今年下半年三星将开始量产四层单元（QLC）第九代V-NAND。与第八代V-NAND相比，第九代V-NAND 1Tb TLC产品提高约50%的位密度(bit density)，功耗也降低了10%。

近日韩媒The Elec报道，三星正在其第九代V-NAND“金属布线”（metal wiring）环节中首次使用钼（Mo）材料。

图片来源：三星

“金属布线”是半导体制造过程的一大工艺，使用不同的方式连接数十亿个电子元器件，形成不同的半导体产品。目前， NAND工艺中所使用的材料是六氟化钨（WF6），随着钨材料在降低层高方面不断触及物理极限，三星开始锁定钼作为替代材料。据悉，三星的这一转变有望进一步缩减层高并降低NAND响应时间，性能将进一步提升。

不过，引入钼材料要求生产设备能够耐高温处理，将固态钼原材料加热至600 ℃以转化为气态，为此三星已从Lam Research公司引进了五台Mo沉积机，还计划明年再引进20台设备。此外，三星正与多家相关供应商紧密合作，包括Entegris和Air Liquide公司。

除了三星之外，报道指出美光等存储大厂也在探索钼应用于NAND生产的可行性。

铠侠推出2Tb BiCS8 FLASH QLC闪存

7月3日，铠侠宣布已经开始使用第八代BiCS FLASH 3D闪存技术，向客户提供2Tb BiCS8 FLASH QLC闪存样品，该款产品在业内拥有最大容量，有望推动包括人工智能在内的多个应用领域成长。

据悉，铠侠通过专有工艺和创新架构，在存储芯片的垂直和横向扩展上均取得了突破，并采用了CBA（CMOS直接键合到阵列）技术，以制造更高密度的设备，并提供3.6Gbps接口速度。

图片来源：铠侠

铠侠表示，与公司当前第五代QLC设备（铠侠产品中容量最高）相比，2Tb BiCS8 FLASH QLC闪存位密度约提高了2.3倍，写入能效比提高了约70%，全新的QLC产品架构可在单个存储器封装中堆叠16个芯片，从而为业界提供4TB容量，同时，它还具有更小的封装尺寸（11.5 x 13.5毫米）和1.5毫米的封装高度。

除了2Tb QLC之外，铠侠还在其产品组合中增加了1Tb QLC存储设备。与容量优化的2Tb QLC相比，性能优化的1Tb QLC的顺序写入速度大约提高了30%，读取延迟大约改善了15%。1Tb QLC将被部署于高性能应用中，包括客户端SSD和移动设备。

QLC SSD，人工智能领域大有可为！

与多层单元（MLC）和三层单元（TLC）设备相比，QLC NAND每个单元可以存储更多数据，显著提升存储性能。因此，无论是三星还是铠侠，针对QLC NAND皆有布局。

此前QLC NAND主要应用于PC OEM和消费级SSD领域，随着AI大模型不断普及，数据中心存储需求不断激增，QLC NAND尤其是QLC SSD有望在AI、大数据领域大显身手。

受益于AI需求推升，全球市场研究机构TrendForce集邦咨询预估，2024全年QLC Enterprise SSD出货位元上看30EB（EB；Exabyte），较2023年成长四倍。

图片来源：拍信网

TrendForce集邦咨询认为，QLC SSD在AI应用搭载提升有两大原因，一是该产品的读取速度，二是TCO（总体拥有成本；Total Cost of Ownership）优势。由于AI推理服务器主要以读取为主，资料写入次数不若AI训练型服务器（AI Training Server）频繁，相较HDD，QLC Enterprise SSD读取速度更胜，且容量已发展至64TB。

此外，实际上目前通用型服务器采用的HDD产品主流容量在20~24TB，而QLC Enterprise SSD（64TB）单个产品运转除了较HDD节省电力外，在存储容量布局上，QLC所需使用空间减少，可大幅降低TCO成本。AI Training已然成为重度电力消耗应用，因此节能将成为存储产品的优先考量，故大容量QLC Enterprise SSD产品更是大宗AI客户寻求的解决方案。

NAND闪存生变局？

随着供应商减产有效，存储芯片价格回升，半导体存储器市场终于开始走向回暖，从市场动态和需求变动来看，作为存储器两大产品之一的NAND闪存迎来新一轮变局。

供应商动静不断：涨价、调升产能利用率

NAND闪存芯片自去年第三季起开启反弹，已连续多月上涨。TrendForce集邦咨询认为，在面对2024年市场需求展望仍保守的前提下，芯片价格走势取决于供应商产能利用率情况。近期，NAND闪存产业链动态频频，部分厂商透露涨价意愿，或调升产能利用率。

主控芯片供应商慧荣科技总经理苟嘉章表示，NAND Flash第二季价格都已谈完，会涨价20%；第一季部分供应商开始获利，第二季后会让多数供应商赚钱。

群联CEO潘建成则认为，SSD固态硬盘进一步提价可能会严重降低市场需求，如果价格过高，需求将再次开始动摇，并建议NAND制造商停止减产，开始满足需求，而不是任由低供应和高需求抬高价格。

从产业链端看，三星西安工厂开工率大幅上行以及铠侠或调整减产计划。三星方面，据外媒《THE ELEC》报道，三星电子位于中国西安的NAND闪存厂开工率恢复到了70%左右。去年下半年，三星将该厂的开工率降低到了20~30%。这是该晶圆厂自2022年底存储芯片价格和需求开始下滑以来的最低点。

西安工厂是三星电子唯一处于韩国境外的存储半导体生产基地，月产能为20万片300mm晶圆，占三星整体NAND产量的40%。三星电子计划将其西安NAND闪存工厂升级到236层NAND工艺，并开始大规模扩张。据了解该公司将于2024年在西安工厂陆续引进可生产236层NAND的设备。

铠侠方面，该公司不久前表示将重新审视自2022年以来一直实施的电子设备存储介质闪存的减产计划，并增加产量。铠侠预计到今年3月，其NAND工厂的利用率将恢复到90%左右，具体取决于需求。

不过，TrendForce集邦咨询指出，先前预测2024年第一季NAND Flash合约价季涨幅约20~25%。虽然目前市场对第二季整体需求看法仍属保守，但NAND Flash供应商已在2023年第四季下旬，以及2024年第一季调升产能利用率，加上NAND Flash买方也早在第一季将陆续完成库存回补。因此，NAND Flash第二季合约价季涨幅将收敛至10~15%。

市场格局：三星仍霸榜，两大厂或合并

目前NAND闪存市场仍保持以五大厂为主的格局，其中三星和SK海力士占据了半壁江山。

据TrendForce集邦咨3月6日研究显示，在2023年第四季度NAND Flash市场中，三星（Samsung）仍稳坐首位，市占率较前一季度31.4%增长至36.6%；其次是SK集团（SK Group），市占率较前一季度20.2%增长至21.6%。之后依次是西部数据（Western Digital），市占率较前一季度16.9%下降至14.5%；铠侠（Kioxia），市占率较前一季度14.5%下降至12.6%；美光科技（Micron），市占率较前一季度12.5%下降至9.9%。

值得注意的是，西部数据计划与铠侠合并的事件自2021年至今仍未有结果。据市场透露消息，合并谈判受到某竞争对手的反对，而导致终止。日媒此前指出，双方可能将在4月下旬重启合并协商。另据外媒引援知情人士说法称，贝恩资本正与相关公司洽谈，寻求重启西部数据与铠侠的合并谈判。据悉双方拟合并后，将创建一家控制全球NAND闪存市场三分之一的公司。

若合并成功，西部数据计划与铠侠新建的公司将占有超过30%的市占率，NAND闪存市场格局将发生变动。

近期，西部数据又有所动作。3月5日，西部数据宣布，在NAND Flash业务拆分后，将保留原名，专注经营核心HDD业务，并表示这一分拆过程有望在2024年下半年完成。根据公布内容，现任西部数据全球运营执行副总裁Irving Tan将出任剩下的独立HD公司的CEO，继续以西部数据的身份运营。现任CEO David Goeckeler则受命转往NAND Flash部门成立的新公司，出任新公司执行长。

西部数据将剥离一直面临供应过剩问题的NAND Flash业务的消息一经公布，引起业界热衷讨论。不过该公司认为，此举有望加速创新并带来新的增长机会。同时，由于资本结构独立，与统一的公司相比，两个实体的运营效率将更高。

展望：Q1 NAND Flash产业营收或季增两成

从产业营收看，TrendForce集邦咨询最新研究指出，2023年第四季NAND Flash产业营收达114.9亿美元，季增24.5%。主要受惠于终端需求因年终促销回温，加上零部件市场因追价而扩大订单动能，位元出货较去年同期旺盛；同时企业方面持续释出2024年需求表现优于2023年的看法，且启动策略备货带动。

展望2024年第一季，TrendForce集邦咨询认为，在供应链库存水位已大幅改善以及价格仍处于上涨的态势下, 客户为避免供货短缺及成本垫高的风险, 持续增加采购订单。因此, 尽管第一季为传统淡季，但受惠订单规模持续放大，激励NAND Flash合约价平均涨幅高达25%，故TrendForce集邦咨询预估第一季NAND Flash产业营收仍会季增两成。

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