台湾nand企业长存被制裁一年后，三星，SK海力士宣布3D NAND将迈入300层！-报价-上海羊羽卓进出口贸易有限公司

台湾nand企业长存被制裁一年后，三星，SK海力士宣布3D NAND将迈入300层！

发布时间 : 2024-10-06

作者 : 小编

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长存被制裁一年后，三星、SK海力士宣布3D NAND将迈入300层！

2022年，美光、SK海力士、三星等相继量产了232层3D NAND Flash，但是在美方的制裁之下，长存128层及以上NAND Flash的供应链受到严重阻碍。在此背景之下，这些国际大厂纷纷加速迈向300层，希望能主导未来3D NAND Flash的技术路线。

今年8月初，SK海力士公布了其最新的321层堆叠4D NAND Flash闪存样品。近日三星也被爆出将会在明年推出拥有超过300层堆叠的第9代V-NAND技术，未来的第10代V-NAND技术将可能达到 430层芯片。

值得一提的是，由于美方对于长江存储（YMTC）制裁导致供给侧产能的下降，原有的市场竞争机制被美国的行政令所打破，三星等海外存储器企业正在考虑重新涨价。据中国台湾媒体DigiTimes报道去年12月报道称，在YMTC被制裁后，三星马上就将其3D NAND Flash的报价提高了10%。

随着三星、SK海力士等大厂纷纷向更具竞争力的超过300层、400层堆叠的3D NAND Flash迈进，而长江存储受到制裁成本进一步提高，海外存储器企业很可能将进一步占领市场。

300层意味着什么? 更低的成本+高大的市场份额

自从NAND Flash闪存引入3D堆叠技术以来，随着堆叠的层数的持续攀升，使得NAND Flash的存储密度也在持续提升，单位容量的生产成本也越来越低。数据显示，每年单位面积下NAND Flash的密度都会增加约30%，使得每bit容量的成本每年可下降约21%。尽管未来NAND Flash堆叠层数的提升可能会面临很多制造工艺（比如高深宽比的刻蚀、键合等）上的挑战，但预计仍将可以继续扩展。

△图片来源：semianalysis

2022年5月，存储芯片大厂美光（Micron）发布了业界首个 232 层堆栈的3D NAND芯片。随后在2022年7月26日，美光宣布其232层堆栈的TLC闪存正式量产。这是全球首个量产的超过200层的闪存，也是业界密度最高的，达到了14.6Gb/mm2，单个die的原始容量为 1Tb（128GB），接口速度提升到2.4GB/s，写入速度提升了100%，读取带宽提升75%。2022年 12月15日，美光宣布其最新的基于232层堆叠的NAND Flash闪存芯片的SSD模组——美光 2550 NVMe SSD 已正式向全球 PC OEM 客户出货。

△图片来源：美光

今年6月8日，SK海力士宣布其在2022年8月开发完成的238层堆叠的NAND Flash芯片正式开始量产。据介绍，SK海力士238 层堆叠技术 NAND Flash芯片，与上一代 176层堆叠 NAND Flash芯片相比，最高传输速率提升了50%达2.4Gb/s，使得整体的平均读写速度提升了约20%，同时制造效率也提高了 34%，使得成本竞争力显著提升。

△图片来源：pc.watch.impress.co.jp

今年8月8日，SK海力士宣布，借助其最新发布的321层堆叠4D NAND Flash闪存样品，使其正式成为业界第一家完成300层以上堆叠NAND Flash闪存开发的公司。

据介绍，SK海力士321层堆叠的1Tb TLC 4D NAND Flash，相比上一代238层堆叠的512Gb 4D NAND Flash的单位容量提升了41%，延迟降低了13%，性能提升了12%，功耗降低了10%，并且生产效率也提升了59%。而其生产效率之所以能够大幅提升59%的原因在于，数据储存单元可以用更多的单片数量堆叠到更高，这使得在相同大小面积的芯片上达到更大储存容量，也进一步增加了单位晶圆上芯片的产出数量。

△图片来源：pc.watch.impress.co.jp

根据SK海力士公布的资料显示，其321层NAND Flash由三个deck（可以理解为单元串）堆叠而成，每个deck有107层堆叠。SK海力士现有的238层NAND Flash则是两个deck，每个deck为119层堆栈。

△图片来源：pc.watch.impress.co.jp

不过，目前SK海力士的这款321层NAND Flash还是样品，真正商用还需要进一步优化。根据SK海力士的计划，需要到2025年上半年才开始量产供货。

相比之下，三星的超300层NAND Flash进展则更快。三星在2022年底就已经开始批量生产采用第8代V-NAND技术的产品，为1Tb（128GB）TLC 3D NAND闪存芯片，达到了236层，相比于2020年首次引入双堆栈架构的第7代V-NAND技术的176层有了大幅度的提高。其所采用的双堆栈架构，即在300mm晶圆上先生产一个3D NAND Flash堆栈，然后在原有基础上再构建另一个堆栈。

根据最新曝光的资料显示，三星的超300层堆叠的第9代V-NAND将会沿用上一代的双deck架构。也就是说，三星的超300层3D NAND Flash将通过将两个150 层堆叠的deck堆叠在一起制成。尽管制造时间更长，但堆叠两个 150 层组件比构建单个 300 层产品更容易制造。不过目前三星并未披露其超300层NAND Flash的技术规格。

三星计划在2024年开始生产基于其超300层的第9代V-NAND技术的产品。三星还计划会在2026年推出430层堆叠的第10代3D NAND Flash，届时可能会采用三deck堆叠架构。此外，三星在今年FMS 2023 技术大会上还透露，其计划在2030年开发出1000层的V-NAND技术。

除了三星、SK海力士之外，美光、西部数据/铠侠等NAND Flash制造商也在积极向300层以上突破，因为如果他们不这么做，他们的单位存储容量的NAND Flash生产成本将会高于三星和SK海力士，从而使得他们在市场竞争当中处于劣势。根据预计美光将会在2025年量产超过300层的3D NAND Flash技术。而西部数据/铠侠目前拥有218层的 BiCS Gen 8 技术，至于何时会推出超300层的技术尚不确定。

更高的堆叠层数的3D NAND Flash，意味着单die的存储位元密度和容量都将大幅提升，同时单位容量的存储位元的制造成本也将得到大幅降低。这将直接为率先量产300层以上的3D NAND Flash芯片的三星和SK海力士带来更强的产品竞争力。

鉴于目前三星和SK海力士两家韩国厂商就已经占据了全球超过50%的3D NAND Flash市场，率先量产300层以上的3D NAND Flash也将有望帮助他们进一步提升市场份额，巩固他们在市场上的垄断地位。

需要指出的是，随着3D NAND Flash堆叠层数的持续提升，也将会面临技术架构及制造工艺上的挑战，比如在转向CBA架构（CMOS 键合阵列）以及在高深宽比的刻蚀、沉积等方面。

转向CBA架构

过去传统的NAND Flash制造是只使用一块晶圆，NAND 阵列和CMOS电路的集成要么是将CMOS电路放置在单元阵列旁边（CMOS Next Array 或 CAN），要么将CMOS电路放置在 NAND 阵列 (CUA) 下方。大多数 NAND 供应商在其最初的 3D NAND 工艺中实施 CAN 方法，然后在后续工艺中迁移到 CUA。仅美光和英特尔 (Solidigm) 在 32 层 3D NAND 路线图之初就实施了 CUA。随着3D NAND技术堆叠到128层甚至更高，外围CMOS电路所占据的芯片面积或将达到50%以上。为了解决这一问题，YMTC（长存）在2018年推出了全新的Xtacking技术，推动了高堆叠层数的3D NAND制造开始转向了CBA（CMOS 键合阵列）架构。

△图片来源：YMTC

CBA 架构则是通过将两块独立的晶圆分别制造NAND阵列和外围CMOS逻辑电路，然后将CMOS逻辑电路堆叠在NAND阵列之上，二者之间的垂直连接则需要相应的键合技术来实现，形成间距为10μm 及以下的互连，且不会影响 I/O 性能。另外，由于两种类型的芯片可以在不同的生产线上制造，因此可以使用各自优化的工艺节点分别生产，不仅可以缩短生产周期，还可以降低制造复杂度和成本。此外，CBA 架构也使得每平方毫米的存储密度、性能和可扩展性可以进一步提高。

但是，从传统的单片生产，转换到CBA 架构，需要增加对新的洁净室空间和设备的额外投资。尽管成本高昂，但随着使用传统方法实现 3D NAND 扩展变得越来越困难，所有主要3D NAND Flash供应商都将会转向CBA架构，升级混合键合技术。

作为率先转向CBA架构的YMTC来说，其在CBA架构方向上已经进行了大量的投资，不仅其自研的Xtacking技术已经进展到了3.0版本，其斥巨额投资的生产设施也是围绕着CBA架构的需要来构建的。2021年，YMTC还与Xperi达成DBI混合键合技术相关专利组合许可。这些方面的积极投入都成为了YMTC能够快速在数年时间内在3D NAND Flash技术上追平国际一线厂商的关键。

铠侠和西部数据是继YMTC之后首批采用CBA 架构技术大规模生产3D NAND Flash 产品的主要制造商，他们发布的BiCS8 就是基于CBA 架构。此外，SK海力士和美光也分别在2020年和2022年向Xperi（子公司Adeia）拿到了混合键合技术的授权。

根据Yole Intelligence今年7月发布的研究报告显示，其预计三星、SK海力士、美光和西部数据/铠侠都将在2026年量产基于CBA 架构的300层以上的3D NAND Flash。并预计三星将在2027年量产400层以上的3D NAND Flash。

△图片来源：Yole Intelligence

但是，从三星和SK海力士最新公布的信息来看，三星的300层以上的3D NAND Flash提前到了2024年量产，SK海力士也提前到了2025年上半年量产。这比Yole Intelligence的预测提前了一年。显然，在长存被制裁之后，三星和SK海力士进一步加快了迈向300层的进程。而这无疑将进一步扩大对于包括长江存储在内的其他竞争对手的竞争优势。

技术挑战之外

除了需要转向CBA架构之外，随着3D NAND Flash堆叠层数的持续提升，也对于高深宽比的刻蚀、沉积等制造工艺带来了更多的挑战，需要半导体设备厂商推出更为先进的制造设备来进行应对。

△图片来源：泛林集团

但是由于美方的持续打压，这也导致了国产NAND Flash厂商在迈向更高堆叠层数的3D NAND Flash将面临更大的非技术因素的挑战。

随着美国去年出台的半导体新规，以及联合日本、荷兰对于先进半导体设备的对华出口进行了限制，同时YMTC也遭遇了美方的直接制裁，不仅相关生产设备及零部件的获取受到了影响，而且此前购买的一些设备也面临不能交货或无法使用困境。即便是能够切换其他可以采购到的设备，也必然会影响到生产，并且会带来额外的成本。

作为转向CBA架构的领军企业及Xtacking技术开创者，此时YMTC不仅向300层升级发展受限（比如所需的先进的刻蚀设备采购受限），这将意味着难以通过进一步的技术升级来降低3D NAND Flash成本。同时，原有128层以上的继续生产也受限，当下的生存也面临较大压力。如果无法继续采用CBA架构，那么YTMC则需要另辟蹊径，这必然需要带来更大的研发投入和额外的生产设施投资。再叠加近两年来NAND Flash市场的需求和价格的持续下滑影响，对于YMTC带来了极大的成本压力和财务压力。

所幸的是，近期NAND Flash市场开始出现回暖迹象。TrendForce的数据显示，在下半年供应商大幅削减产量后，NAND Flash 现货价格不再出现低价交易，连续数周出现止跌趋势；本周现货市场 512Gb TLC wafer 现货上涨 0.28%，来到1.440 美元。三星近日也被传出将要对NAND Flash涨价8~10%的消息，国内的存储模组厂商也将配合涨价。这对于正处于困境当中的YMTC来说，也正是一个“回血”的机会。

近几年，在YMTC与三星等全球头部的存储厂商的积极竞争之下，成功将2TB的SSD价格从2000元打到了500元。可以说，在市场逆势之下，三星等头部大厂的降价竞争并未打败YMTC，但是来自美方的打压确实是给YMTC带来了非常大的生存压力。而手握Xtacking专利的YMTC在“CBA”的时代能否抗住供应链端的重重挑战和成本压力，应对友商300层以上产品的强力围攻？短期内我们恐怕还不能盲目乐观，先要看下半年存储价格的反弹机会长存是否能把握，毕竟先要生存，然后才能谈后续的发展。

编辑：芯智讯-浪客剑

韩国半导体，有毒

原创首发 | 金角财经

作者 | 柯基的柯

中美双方在半导体领域的拉扯与博弈持续升级，势必会进一步殃及池鱼，韩国成为了最大受损方。

针对美国方面的步步紧逼，中国正在采取相关的反制措施，宣布从8月1日起对镓和锗两种金属的相关物项实施出口管制，这两种金属是芯片生产的核心矿物。

中国这次不仅针对美国，而且瞄准过去数年美国牵头的对华半导体脱钩核心框架“CHIP4”。

美国近年来在持续打压中国大陆的半导体产业，先是收紧芯片贸易政策，后又联合荷兰、日本提出“芯片联盟”（Chip 4）围堵，逼迫韩国加入该同盟 。

3月16日，日本才解除了对韩国关键半导体材料出口限制，刚刚缓了一口气的韩国半导体产业被卷入了中美博弈的漩涡之中。

要知道，目前整个半导体产业尚未走出低迷期，由于下游需求的疲软，已经让三星电子、SK海力士两大韩国巨头出现了业绩滑坡，根据相关财报数据显示，三星电子今年第一季度的净利润达到14.1万亿韩元，但到了第二季度，净利润迅速跌到9250.1亿韩元，利润缩水超过95%；SK海力士上半年营业利润为1.9万亿韩元，同比减少89%。两家公司加起来在半导体领域亏损了近4万亿韩元。

作为韩国重要经济产业之一的半导体产业似乎再也经不起如此的折腾，一众半导体领域的核心人物正在游说政府不要积极配合美方的芯片限制。

卡了中国的脖子，

断了韩国的钱袋子

为牵制中国，美国的芯片法要求对韩企在中国的工厂每年进行一次投资审议，今年10月又将面临美国政府的审议。

美国对补贴申请施加了严格的条件，三星电子与SK海力士如果要获取芯片法案补贴，则在今后十年内无法向上述任何一家位于中国的工厂进行投资，且无法在中国生产先进的存储产品。换言之，就是两家韩国公司大约40%-50%的存储产品将面临技术止步于前的危机 。

据Omdia的数据，在全球DRAM市场中，三星大约占据40.6%的市场份额，SK海力士占据29.9%。

一边是“父爱如山”，一边是“真金白银”，夹在中间的韩国内心异常煎熬，正如大韩商会会长崔泰源所说：“如果放弃中国这个大市场，我们就没有恢复能力。”

由于下游需求疲软，已经导致了整个半导体行业的需求下降，“在芯片应用侧，手机市场稍微动一动，就能抵消汽车市场。手机、PC对整个半导体景气度有决定性影响。”有半导体分析师称。

据相关媒体披露，2022年以来，智能手机行业至少对上游芯片厂商“砍”了三轮订单。甚至有手机行业资深人士称，目前手机芯片整体行情几乎是“全在砍单、没人提货”。

市场调查机构Canalys最新报告显示，2023年二季度，全球智能手机市场出货量同比下降11%。该机构分析师表示，自2022年以来，智能手机市场连续六个季度下滑。

此外，据市场调查机构Gartner公布的最新统计数据，2023年第二季度全球PC出货量总计5970万台，同比下降16.6%，连续七个季度同比下降。

在如此的行业下行期，上述两家韩国公司都在中国市场下了重注 。

三星电子在华生产的NAND闪存占其总产量的40%，SK海力士在华生产的DRAM和NAND分别占其总产量的40%和20%。两家公司在中国半导体工厂的投资金额分别达33万亿韩元（约合1862亿元人民币）和35万亿韩元。

好在三星电子在半导体业务上还有代工业务进行对冲，但专注在存储领域的SK海力士就异常被动了，若SK海力士收购的英特尔在大连的NAND闪存工厂无法进行升级投资，其损失无法估量。

2022财年SK海力士全年收入为44.648万亿韩元，营业利润为7.007万亿韩元。虽然全年营收实现了4%的增长，但是2022年第四季度SK海力士迎来了自2012年第三季度以来的第首次季度运营亏损。

倘若中美的矛盾进一步升级，那么韩国公司短期在半导体领域的亏损是板上钉钉的事情。

听“爸爸”的话

回顾韩国的半导体发展历史，虽有“天降猛男”这样的强人在推进行业发展，但也离不开韩国政府资金、政策的支持以及三星、SK集团等财团的“死磕”。

在经济基础决定上层建筑这一亘古不变的原理驱动之下，韩国政府以及财阀背后的美国势力，是具备左右产业发展轨迹的能力 。

被誉为韩国“芯片教父”的金钟基先后在首尔国立大学、美国的哥伦比亚大学完成学业，并师从晶体管理论专家Edward S. Yang，最终获得了博士学位。

在拿到博士学位之后，金钟基正受聘加入成像设备开发商Fairchild Camera and Instrument位于加州帕洛阿尔托的研发实验室，正式成为一名半导体工程师。

在1975年，他辞去了在美国的职位回到了韩国发展，并在韩国第一所科技大学KAIS（现KAIST的前身）任教，随后成立了改变韩国半导体命运的KAIS的实验室。

但韩国半导体产业模式几乎就是政府与财阀在背后驱动的“举国体制”，上世纪80年代之前，韩国政府不仅制定各种经济计划，设定中长期经济社会发展目标，还通过出口补助、税收退返、优惠融资等方式对电子行业加以扶持，积累了良好的基础；80年代之后，韩国政府消减了大部分特定优惠政策，减少了政府干预，加强了韩国企业的自主性，政府扶持更多的是通过合作研发技术来实现，韩国半导体产业实现了真正地起飞。

1983年以后，三星电子宣布从研发DRAM开始大力发展半导体，“金星社”（LG公司前身）、现代电子（SK海力士前身）等公司也接连入局，韩国半导体产业终于迎来了第一个黄金时代，在这一进程中金钟基为整个产业输送了大量人才。

进入到21世纪之后，韩国半导体产业已经具备国际竞争力，几乎在产业链的每个关键环节，均可看到金钟基的弟子们活跃其中。

时至今日，韩国政府依旧是“真金白银”砸向半导体产业 ，今年7月公布了“半导体超级大国成就战略”，主要围绕投资支持，人才供给，发展系统半导体和提高材料、零部件、设备自给率四个方面展开。

只不过，目前韩国主政的总统尹锡悦在三星电子、SK海力士等公司的一片反对声音之中，毅然决定绕过中国这一全球最大稀土提供国，与越南达成合作意向，决定在越南设立稀土开发相关的核心矿物工业中心，即便韩国半导体产业的稀土原料有近80%全部来自于中国。

尹锡悦这一在半导体领域的“去中国化”操作，是在原材料领域试图摆脱对中国的依赖，加上上任以来一贯的“亲美”态度，大概率会以牺牲三星电子、SK海力士业绩为代价加入美国发起的“芯片联盟” 。

活在当下，

还是豪赌明天

评估三星电子、SK海力士在这场中美博弈的得失，倘若尹锡悦一条道走到黑，韩国半导体产业势必要历经一段长期的低迷，才能触碰到美国方面释放的利好。

目前全球芯片销售额的1/3来自中国，即便是美国产的芯片最终也要在华组装和测试，一旦尹锡悦选择彻底决裂，那么三星电子、SK海力士将直接失去全球最大的市场。

据韩国贸易协会进出口统计数据称，自从美国开始阻碍中国半导体产业的发展以来，韩国半导体设备对中国的出口连年下降：2021年1月出口额为3.3亿美元，2022年降至2.3亿美元，2023年进一步降至1.4亿美元，同比下降近40% 。

从细分行业来看，在前端制造设备方面，2021年韩国的前端设备对华出口22.6亿美元，2022年大幅下滑至13.7亿美元，2023年1月前端制造设备对华出口额约为3292万美元，同比下降约67%；在后端制造设备方面，2021年对华出口额约为9.4亿美元，2022年下降至6.6亿美元，2023年再降至约为2311万美元，同比下降约38%。

也就是说，如果韩国方面追随美国的步伐，那么三星电子、SK海力士在半导体业务上的亏损几乎是肉眼可见 。

对于三星电子、SK海力士能够得到的，极大概率就是AI以及大模型对高算力芯片的需求。在现阶段的行业发展势头来看，整个半导体行业都寄希望AI芯片来破局，AMD董事长苏姿丰在最新的财报电话会议上表示，生成式AI解决方案的需求很大，预测2027年AI加速芯片市场规模将达到1500亿美元。

但在AI芯片的订单争夺战上，以三星电子、SK海力士为代表韩国公司已经落于台积电 。根据此前相关媒体的报道，由于英伟达、AMD、苹果等公司订单的大量涌入，台积电5nm工艺平台的各条产线产能利用率已接近满负荷。

近期英伟达与AMD的表态，也为台积电的AI芯片上了保险栓。在上个月举办的台北电脑展上，黄仁勋表示英伟达力求更加多元化的供应链，但目前H100芯片仍将由台积电独供，未来也不会考虑其他晶圆厂。无独有偶，另一家芯片巨头AMD今年发布的MI 300系列芯片同样由台积电独家代工。

作为存储芯片的赢家，三星电子、SK海力士等韩国公司并不想错过这场因技术升级带来的增量市场，势必要与台积电展开全方位的竞争。只不过，以台积电为代表台湾芯片企业已与中国大陆形成相对牢固合作关系，能够以相对淡定的状态去争夺AI芯片。

相比之下，三星电子、SK海力士算是负重前行，一边要操心中美博弈带来的各种不确定性因素，一边还得积极争取新的市场增量。

参考资料

环球网《韩媒：韩国成为美中半导体战争的最大受害者》

半导体行业观察《焦虑的韩国半导体》

爱集微《韩国半导体崛起背后三大“推手”：“教父”、政府、财团》

财联社《芯片制造商：行业需求复苏仍然缓慢 AI芯片领域是赢家》

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韩国半导体，有毒

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