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东芝nand 长江存储长江存储发力128层3D NAND 存储器市场国产化加速

发布时间 : 2024-10-17

作者 : 小编

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长江存储发力128层3D NAND 存储器市场国产化加速

作者：鲁臻

作为半导体产业链的重要一环，存储器拥有半导体产业最大的细分市场。

根据WSTS的数据，2019年全球存储器市场规模达1059.07亿美元，占全球半导体市场份额为25.89％。目前中国半导体产业链各环节发展并不平衡，在存储器细分市场，随着长江存储、合肥长鑫等国产品牌不断突破，其进口替代正在推进。

长江存储发布128层QLC 3D NAND闪存有望参与国际市场竞争

4月13日，市场期待已久的国产128层QLC 3D NAND闪存（型号：X2-6070）被紫光集团旗下的长江存储科技有限责任公司（以下简称“长江存储”）研发成功。长江存储表示，该产品拥有业内已知型号产品中最高单位面积存储密度，最高I/O传输速度和最高单颗NAND 闪存芯片容量，并已经在已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。同时，长江存储还发布了128层512Gb TLC（3bit/cell）规格闪存芯片（型号：X2-9060），以满足不同应用场景的需求。

作为国产存储龙头，长江存储成立于 2016 年 7 月，是一家专注于 3D NAND 闪存设计制造一体化的IDM 集成电路企业，同时也提供完整的存储器解决方案，产品广泛应用于移动通信、消费数码、计算机、服务器及数据中心等领域。

2019 年初长江存储实现 32 层 3D NAND 的量产。其首创了 Xtacking 技术，使用该技术顺利研发出64层3D NAND，并于2019年9月量产256Gb（32GB）TLC 3D NAND。鉴于国际领先的厂商已拥有100层以上的技术，因此，长江存储宣布跳过业界常见的96层，直接研发128层3D NAND。时隔7个月之后，4月13日，长江存储成功研发128层QLC 3D NAND闪存。3年时间，长江存储实现32层到64层再到128层的跨越，追上日韩美存储厂商的先进水平，令人瞩目。

存储器市场诊断书：寡头垄断格局短期仍难打破

存储方式按照其原理可大致分为光学存储、半导体存储和磁性存储。半导体存储是存储领域中应用领域最广、市场规模最大的存储器件。而在众多半导体存储器中，市场规模最大的是（Dynamic Random Access Memory，即动态随机存取存储器）和NAND Flash（数据型闪存芯片），这两种产品占存储器市场的比重合计达到96％。

制图：金融界上市公司研究院数据来源：国元证券、公开资料整理

具体来看，DRAM是存储器市场规模最大的芯片，其主要应用于计算机、手机的运行数据保存以及与CPU直接通讯。根据DRAMeXchange数据统计，2019年全球DRAM市场规模为622亿美元，其中三星、海力士和美光的份额分别为44.5％、29.1％和21.5％，合计占比为95％，在过去3年中，三者合计的份额占比均在95％以上。

从技术上来看，目前市场上DRAM的应用较为广泛的制程是2Xnm（26-29nm级别）和1Xnm（16-19nm级别），而三星、美光、海力士等巨头厂商均已开发出1Znm（12~14nm级别）制程的DRAM。国产DRAM厂商合肥长鑫现已量产的DRAM为19nm制程，预计2021年可投产17nm DRAM，均为1Xnm，技术与国际先进的厂商还有较大的差距，国产厂商的成长之路还较为漫长。

寡头垄断的格局使得中国企业对DRAM芯片议价能力较低，也使得DRAM芯片成为我国受外部制约最严重的基础产品之一。

NAND Flash是市场规模仅次于DRAM的存储芯片。目前NAND Flash主要应用在手机和SSD（固态硬盘）上，其占比分别为48％和43％，因此该两类产品的出货量则会直接影响NAND Flash的需求。

根据DRAMe Xchange数据，2019年全球NAND Flash市场规模为460亿美元，其中前五大厂商三星、铠侠（东芝）、WDC（闪迪）、海力士和美光的市场份额分别为33.5％、18.9％、14.3％、13.5％和9.7％，合计占比达到89.90％。

从制程方面来看，由于物理结构上NAND不需要制作电容器，自2015年制程推进遇到障碍时，制程工艺相对简单的3D堆叠技术成为新的发展方向。Yole数据显示，全球3D NAND Flash的产量已于2017年4季度超过2D。目前3D技术正在稳步推进中，未来的发展方向就是层数的继续堆叠。

根据国元证券数据，目前市场上的主流3D NAND产品为64层，但国际领先的厂商目前都已拥有100层以上的技术。

其中，2019年6月，海力士宣布成功研发并量产128层堆叠的4D NAND闪存芯片；8月，三星电子宣布实现第六代超过100层的3D NAND闪存量产；10月，美光也宣布第一批第四代3D NAND存储芯片流片已经出样，并预计2020年美光第四代3D NAND闪存将开始商用。

而从国内市场来看，国产厂商长江存储于4月13月突破100层技术，研发成功了128层QLC 3D NAND闪存（型号：X2-6070），达到国际领先水平。据从长江存储了解到的消息称，该产品最晚将于2021年上半年开始量产，未来将在满产时实现10万片月产能。

附：国内外存储器细分领域龙头企业一览

制表：金融界上市公司研究院数据来源：巨灵财经、国元证券、各公司公告

铠侠发表公告：闪存产线受污染，生产中断

来源：内容来自半导体行业观察（ID：icbank）综合，谢谢。

铠侠（前东芝）和西部数据报告说，未指明的污染问题已经影响了他们的几个联合 NAND 生产工厂，西部数据表示这些问题影响了高达 6.5 艾字节的闪存。作为拥有 20 年历史的合资企业的一部分，铠侠和西部数据经营着多家 NAND 生产工厂。其中位于日本的四日市和 Kiakami 工厂都受到了污染，导致生产中断。铠侠的声明称，该问题影响了其 3D BiCS 闪存的生产，该产品用于各种 SSD 和其他产品，并希望“早日恢复正常运行”，这意味着生产已经停止。该公司没有说明其产能受到了多少影响。

西部数据的声明提供了更多细节，称该问题将使其产量“至少”减少 6.5 艾字节。两家公司都没有给出完全恢复生产的确切时间表。然而，鉴于 3D NAND 闪存的周期时间长（完成一个 3D 闪存芯片可能需要两到三个月的时间），任何中断仍将在生产重启后的几个月内产生影响。

我们要求提供更多信息，但西部数据拒绝提供任何进一步的细节。因此，目前尚不清楚是否有任何受污染的 NAND 已经在产品中发货，这最终会导致召回。从角度来看， 2021 年第二季度消费者和企业 SSD 的累计出货量为66.83 EB，分布在大约 1 亿个 SSD 上。四日市工厂拥有六家工厂，占地 694,000 米，员工 6,300 人。北上工厂由几家工厂组成，新的 K2 制造工厂正在建设中，将增加 136,000 平方米的生产空间。

NAND闪存市场中企紧追美日韩

市场调查机构Omdia 26日公布的数据显示，今年第三季度三星电子在全球NAND闪存市场中的占有率为34.5%位居榜首，前六位全部被美日韩企业包揽，今年增长势头强劲的中国长江存储紧随其后。韩联社报道称，三星电子自2002年夺得世界NAND闪存市场冠军后，已连续20年位居榜首。目前全球NAND闪存市场呈现“多头竞争”态势，日本铠侠占据全球市场第二位（19.5%），其后依次是SK海力士（13.6%）、西部数据（13%）、微软（9.9%）和英特尔（5.9%）。随着中国市场监管部门最近批准SK海力士收购位于大连的NAND闪存制造工厂，其市场份额未来有望超过日本铠侠跃居全球第二。韩国半导体业内人士表示，全球NAND闪存市场中，短期内三星电子的头部地位很难动摇。值得注意的是被称为“中国半导体航母”的清华紫光旗下长江存储表现强势，其今年第三季度NAND闪存业务销售额达4.65亿美元，市占率为2.5%，一年内增长三倍以上。目前中国约占全球NAND闪存市场总份额的37%，已经超过美国（31%）位居全球第一。但中国在该领域供给产能不足，仅占全球4%。

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