焦点分析｜为什么英特尔要出售NAND闪存业务？

半导体领域又有一笔近百亿美元级的收购交易产生。

10月20日，SK海力士官方公布新闻称，将以90亿美元的价格收购英特尔的NAND闪存及存储业务，包括英特尔NAND SSD业务、NAND部件及晶圆业务，以及其在中国大连的NAND闪存制造工厂。英特尔将保留其特有的英特尔®傲腾TM业务，收购预计于2025年3月份全部完成。

SK海力士官方新闻

在此之前，就有消息称，英特尔计划以约100亿美元的价格将其存储芯片部门出售给SK海力士(SK Hynix Inc.)。受此消息影响，截至19日美股收盘，英特尔股价上涨0.78%，报54.58美元，盘中一度涨幅上涨2%至56.23美元；海力士股价下跌0.29%，收报13.93美元，盘中也曾上涨2%，报14.25美元。

近年来，英特尔“瘦身”也非首次，2019年，英特尔以10亿美元的价格将手机调制解调器业务卖给了苹果，今年2月又传出英特尔计划将家庭连接芯片部门卖给MaxLinear。SK海力士计划收购英特尔NAND资产的消息也在去年就曾传出。

作为世界半导体行业的领先大佬，此次英特尔为何要出售存储这一“老本”业务呢？

NAND业务连续亏损

据DRAMeXchange的数据显示，截止到2020年第二季度，英特尔以11%的市场占有率位列全球第六，而SK海力士的市场份额为12%是全球第五大NAND供应商。

NAND 又称NAND Flash，是一种非易失性存储颗粒，简单来说，这类存储器在断电后仍可稳定保留数据，通常用来制造硬盘等产品。

这一市场长期以来，几乎被三星、KIOXIA(铠侠，原东芝存储)、美光、西部数据、SK海力士、英特尔六家存储大厂垄断。这一交易一旦完成，如果仅是简单将英特尔和SK海力士的市场份额相加，根据2020Q2的数据，SK海力士的市场份额将超过20%直逼三星，成为NAND的第二大供应商，整个NAND的市场格局都将改写。

来源：TrendForce

对英特尔来说，NAND业务并非主业。据其2019年年报显示，NAND所在的非易失性存储器解决方案事业部(NSG)全年收入仅占总收入的6%

数据显示，截止2020年6月27日，英特尔的NAND业务在今年上半年为NSG带来了约28亿美元的营收，以及约6亿美元的营业利润。而在整个上半年，英特尔实现总收入395亿美元，占比仅7%左右。

而事实上，英特尔旗下的NSG事业部已经连续多年出现亏损，直到2020年第二季度才获得盈利。据财报显示，该业务2016、2017、2018年分别亏损5.4亿美元、2.6亿美元、500万美元，2019年营业利润亏损达12亿美元，直到今年才盈利。

NSG营收情况 来源：intel 2019年报

众所周知，存储是集成电路占比最大的品类，约占1/3。而其中DRAM和NAND是最重要的细分产品，合计占比约95%。根据DRAMeXchange的统计数据，2019NAND Flash的市场规模达460亿美元，占整个存储市场的42%。

而存储器行业具有周期波动特性。从历史表现上看，存储器行业总是处于交替出现的涨跌循环之中，其产业周期强于电子元器件市场整体的周期性，这主要受供给量和需求量的增减交替，供需错位的关系。2015年以来，PC、智能手机等移动终端需求剧增，刺激了NAND的市场需求，加上2017年NAND制程开始从2D转进3D，但不如预期顺利，影响产量，价格大幅上涨，同时也刺激了供给端厂商扩产。

英特尔于2015年宣布大连工厂建设二期工程，主要用于生产NAND闪存。2018年，三星电子发布消息，计划在未来三年内斥资70亿美元，扩大西安工厂约67%的NAND闪存产能，东芝和美光等闪存厂商也在同步扩充产能，长江存储的国产NAND闪存也在2018年开始量产。

来源：公开资料整理

根据DRAMeXchange提出的展望，NAND Flash供给将在2018年增加42.9%，需求端将成长37.7%，逐步转为平衡。但事实证明，供过于求的情况出现，2018年NAND的价格开始下降，根据Yole 预测，2018年NAND价格下降了15%。直到2019年，各厂商调整策略，到第三季度NAND的价格开始逐步企稳上升。2020年，受疫情等公共事件的影响，居家办公需求的激增，供应商产能恢复较慢，NAND的价格上涨，也让包括英特尔、SK海力士在内的厂商获利。

较大的价格波动也影响了英特尔在NAND业务中的盈利能力，早前就有外媒报道，受到闪存芯片价格显著下降影响，加之闪存的研发生产也需要大量资金，很难保障利润，英特尔考虑退出这一市场已经有一段时间。

大象转身不易，英特尔要聚焦重点业务

在官宣的新闻稿中还提及，英特尔计划将本次交易获得的资金用于开发业界领先的产品和加强其具有长期成长潜力的业务重点，包括人工智能（AI）、5G网络与智能、自动驾驶相关边缘设备。

值得注意的是，此次收购并不包括基于3D Xpoint技术的「傲腾（Optane）业务」。从公开信息来看，英特尔所生产的NAND闪存产品主要用于硬盘、U盘和相机等设备。

而傲腾业务目标正是云计算、人工智能、大数据等新型应用的数据中心市场。2019年4月，英特尔推出了SCM产品（Storage Class Memory存储级内存）——傲腾数据中心级持久内存SCM。

该产品发布后得到了许多大厂的应用，也有相应存储厂商开发与之相光的解决方案，诸如阿里巴巴、腾讯云、浪潮、中国电信、戴尔（EMC）等巨头都有使用该方案。此外，包括VMware vSAN、青云NeonSAN、SMATX、开源的Ceph等多种分布式存储也基于傲腾设计出多种有代表性的方案。

来源网络

数据中心无疑是英特尔的核心业务之一。2019年2月，英特尔的新CEO罗伯特·斯旺就在公开信中提到英特尔的转型——从以PC为中心转型成为以数据为中心。

如今，在数据中心（IDC）市场上，英特尔面对竞争也将越来越激烈。本月早些时候，AMD欲收购赛灵思的消息也被解读为进一步加强其在IDC市场竞争力的重要一步。并且AMD已经抢先英特尔一步发布7nm制程的数据中心处理器，而英特尔则在今年二季度，宣布7nm制程的处理器比其目标发布时间推迟6个月，这让市场对其充满担忧。

尽管此次出售并不涉及处理器，但AMD来势汹汹，英特尔以其他产品类型与处理器形成更好配合服务IDC市场也可能是更佳的选择。另一方面，傲腾也并非无敌手。英腾尔在存储行业的传统对手三星、东芝、美光、SK海力士也已推出或将要推出同类型产品。如何在这一市场保持优势，并取得更大市场份额也是英特尔必须考虑的问题。

对于SK海力士来说，这也将是一笔划算的买卖。SK海力士年报显示，在2020年二季度的公司收入达到8.6万亿韩元，同比增长33%，环比增长20%；本季度营业利润达到1.95万亿韩元，同比增长205%，环比增长143%；净利润1.26万亿韩元，同比增长135%，环比增长95%。其财报显示，截止到2020年3月31日，SK海力士的现金及现金等价物为3.92万亿韩元（折合340亿美元），拥有足够的现金储备完成此次收购。

从SK海士力的业务结构来看，二季度DRAM业务收入占比达73%，而NAND闪存业务收入占比仅为24%，注入英特尔的力量后，SK海士力有望迎来更均衡的业务结构。

另一方面，收购英特尔的NAND业务也能满足SK海力士在提高高附加值产品的商业价值以及产能提升的需求。位于中国大连的工厂，是英特尔2006年投资25亿美元建设，又于2015年投资55亿升级扩产，主要生产96层3D NAND闪存。

2019年，各大原厂纷纷扩张9X层3D NAND产能，但SK海力士动作迟缓。而收购英特尔大连工厂却能弥补其在这一块的产能缺失。此前有消息称，在2019年7月，SK海力士在遭遇日本对韩国的断供危机时，欲与Intel谈判收购大连工厂及3D NAND业务。

但也有分析指出，英特尔、SK海力士NAND Flash的融合问题SK海力士未来需要关注的焦点。因为在技术路线两者有所不同，在产品结构设计以及工艺参数需要进行调整，恐怕仍需经历较为痛苦的磨合期。

QLC大势所趋、PLC呼之欲出：英特尔NAND闪存为何这么优秀？

2020年10月，英特尔宣布以90亿美元的价格，将旗下NAND闪存业务出售给SK海力士，震惊业界。

但事实上，与其说是出售，不如说换个方式独立运营，英特尔并未放弃对于NAND闪存的投入，仍然持续推进相关产品和技术 ，去年12月就全球首发了144层堆叠的QLC，以及多款相关产品，涉及消费级、数据中心。

根据规划，英特尔将在未来几年内，逐步将NAND闪存、SSD固态盘的设计、制造、运营转移到SK海力士旗下，其推动NAND技术创新和对全球客户的承诺不会改变。

当然，英特尔NAND闪存不会面面俱到，主要还是关注数据中心领域，兼顾消费级客户端。

为了让大家更深入地了解英特尔NAND闪存技术优势，坚定对其前景的信心，英特尔近日也特别分享了一些深度资料。

这张“金字塔”结构图大家应该都很熟悉了，代表着英特尔对于存储体系的理解，从塔尖到塔底，容量越来越大，延迟越来越高，相邻级别的容量、性能差都在10倍左右，适合不同冷热等级的存储需求。

其中，NAND SSD固态存储，位于传统机械硬盘、磁带冷存储之上，傲腾SSD之下，是一种高效率的存储方式。

顺带一提，英特尔傲腾业务并没有出售。

作为闪存技术的领导者，英特尔在闪存技术研发上已有30多年的历史，尤其是近几年在QLC上持续发力，是全球第一家出货数据中心、消费级QLC PCIe SSD的企业。

20世纪80年代中期，英特尔就开始进军NOR闪存，最初的制造工艺还是1.5微米，2005年开始转入应用更广泛的NAND闪存，制造工艺起步于65nm，2D时代如今已达1xnm级别，SLC、MLC、TLC、QLC一路走下来，堆叠层数也从32层一直到了144层。

QLC之后就是PLC，每个单元可以保存5个比特的数据，共有多达32种状态，如何保持数据稳定性、持久性面临更大的挑战。在这方面英特尔一直是非常积极的，极为看好其前景，但何时量产应用还没有明确的时间表。

英特尔3D NAND技术与产品是为高密度、高可靠性而设计的，其中高密度来自不断增加的3D堆叠层数和阵列下CMOS(CuA)结构设计，高可靠性来自于浮栅单元设计。

先说高密度。英特尔闪存一直走浮动栅极+阵列下CMOS结构的路线，相比于友商的替换栅极结构，或者说电荷撷取闪存结构(CTF)，拥有更紧密、对称的堆栈层，没有额外单元开销。

从对比结构图可以看到，英特尔浮动栅极的Cell单元是均衡的，基本保持一致 ，更加紧凑，同时单元尺寸也更小，可以堆叠更多层数，而替换栅极会浪费一些空间，影响Cell单元的堆叠效率、密度。

阵列下CMOS，顾名思义就是将CMOS和周边控制电路放在Cell单元阵列的下方，同样有利于提高空间利用效率，当然堆叠层数增多之后，CMOS、Cell之间的联系控制难度也会有所提高。

两项设计结合，英特尔3D NAND的面存储密度可以高出最多10％ ，继而提高制造效率，每块晶圆可以切割出更多容量，成本也能得到更好控制。

再说高可靠性。英特尔3D NAND闪存采用了成熟的垂直浮动栅极单元技术。不同的Cell单元之间是分离的，通过浮动栅极技术存储电子路径，好处就是单元与单元的干扰很小，对于漏电、数据保持也更有优势。

每个单元的电子数量，相比2015年的2D MLC NAND增加了6倍左右，从而大大提高控制力，而庞大的电子数量可以更好地防御漏电，减轻长时间后的数据丢失问题。

同时，英特尔利用离散电荷存储节点，具备良好的编程/擦除阈值电压窗口，可以有效保障存储单元之间稳定的电荷隔离，以及完整的数据保留。

另外，英特尔几十年来对于电子物理学有着深厚的研究和积累，已经非常熟练地掌握隧道氧化层工艺。

英特尔强调，半导体工艺中，最复杂的一环其实是刻蚀，因为对着闪存单元堆叠层数的增加、电子数量的增加，多层刻蚀就像挖一口深井，必须确保垂直下去，所有单元的一致性相当高，否则会造成不同单元性能差别明显，整体闪存的密度、可靠性也就不复存在。

打个比方，这种操作就像是在埃菲尔铁塔上扔下一颗实心球，落地后的偏差程度必须保持在厘米级，目前只有极少几家可以做到。

SLC、MLC、TLC、QLC等闪存类型大家都很熟悉了，分别对应一个单元1个、2个、3个、4个比特，会分别形成2种、4种、8种、16种状态，呈指数级增长。

这种变化会影响一个非常关键的指标，那就是读取窗口 ，而随着闪存单元比特、状态的增加，读取窗口越来越小，导致读取准确性难度加大，一不小心就会分不清到底是1还是0，结果就反应在可靠性上。

看右侧，在数据保留性能方面，对比FG浮动栅极、CTF电荷捕获两种结构，前者优势更加明显，从开始状态到使用5年之后，电荷损失程度都更小，甚至是5年之后的电荷保留程度，都堪比CTF的最初状态。

接下来的PLC闪存，每个单元要存储5个比特，对应多达32状态，读取窗口进一步收窄，因此电荷损失的控制力度就更加至关重要，这也是英特尔闪存架构的优势所在。

当然，时至今日很多人依然对QLC有很大的偏见，认为其寿命、可靠性过差，根本不堪大用。这个问题需要理性看待，就像当年大家都瞧不起TLC，现在则成了绝对主流。

由于天然属性的缘故，QLC的寿命、可靠性指标确实是不如TLC，但这并不意味着它一无是处。

事实上，QLC并非要彻底取代TLC，至少短期内不是，它更适合读取密集型应用，适合大区块数据、顺序数据操作，比如AI人工智能、HPC高性能计算、云存储、大数据等等。

而在写入密集型、读写混合型工作负载中，TLC自然是更佳选择，二者是一种相辅相成的关系。

另一方面，QLC闪存的存储密度、容量更大，可以大大节省存储空间 ，比如使用英特尔QLC闪存、30.72TB最大容量的D5-P5316 SSD，在1U服务器内就可以轻松做到1PB的总容量，而如果使用传统16TB硬盘，则需要三个2U机架空间。

在全力推进QLC的同时，英特尔也会持续坚持TLC，第三季度就会发布新的144层堆叠TLC SSD，企业级的D3-S4520、D3-S4620。

总的来说，英特尔虽然将NAND闪存业务卖给了SK海力士，但这只是交易层面的，不会影响技术、产品层面。

未来，新公司承诺将持续在NAND闪存业务上大力投入，保持领先地位，其闪存产品的用户、客户也不必有任何忧虑。这一点，从近半年来不断分享闪存技术、持续发布闪存产品，也可见一斑。

基于英特尔30多年来在闪存上的投入和积累，同时联合SK海力士高超的闪存技术实力，强强联合的前景也更值得期待。

至于闪存类型之争，其实也可以更淡然一些。SLC早已成为江湖传说，MLC只偏安在工业等特殊领域存在，TLC是当下绝对的主流，QLC的地位会越来越高，PLC也是呼之欲出。

结构属性决定了闪存类型演化的同时，可靠性、寿命会有相对削弱，但一方面容量越来越大、单位成本越来越低，这是必然的方向，另一方面辅以各种架构、技术优化，别说满足日常消费级需求，用在数据中心里也不是什么事儿(当然也要看具体的工作负载，非要让QLC大规模随机写入自然是强人所难)。

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