Nand Flash主要厂商及其产品
根据2020年二季度Nand Flash市场排名,三星占据31%,处于领先地位,紧跟其后的是铠侠,占比达17%。排名第三、第四、第五、分别是西数、美光、SK海力士。以下是DRAMeXchange统计数据:
电子发烧友对目前市场主要的Nand Flash厂商及其产品进行梳理,以下是具体内容:
三星
1、三星SSD 980 PRO
三星电子推出首款消费类PCIe 4.0 NVMe SSD:三星SSD 980 PRO, 980 PRO采用三星1XX层 TLC NAND闪存,以及容量分别为512MB和1GB的DRAM缓存,通过内部设计,可充分发挥PCIe Gen4的潜力。数据显示,三星SSD 980 PRO顺序读取速度最高可达7000MB/s,顺序写入速度最高可达5000MB/s。
2、870 QVO SATA SSD
三星推出了其第二代QLC闪存驱动器870 QVO SATA SSD, 870 QVO分别提供同类最佳的顺序读取和写入速度,分别高达560 MB/s和530 MB/s,借助该驱动器的Intelligent TurboWrite技术,它可以使用大型可变SLC缓冲器保持最高性能
3、eUFS 3.1
三星电子宣布已经开始批量生产用于智能手机的512GB eUFS 3.1,其写入速度为512GB eUFS 3.0的三倍,打破了智能手机存储中1GB/s的阈值。
三星eUFS 3.1连续写入速度超过1,200MB/s,是基于SATA SSD (540MB/s)的两倍以上,是UHS-I microSD卡(90MB/s)的十倍以上。
KIOXIA
1、第六代企业SAS SSD
随着其第六代企业SAS SSD系列的推出, 专为现代IT基础设施设计的24G SAS将其上一代的数据吞吐率提高了一倍,同时搭载了新功能和增强功能,以达到新的应用性能水平。
PM6系列采用铠侠的96层BiCS FLASH 3D TLC闪存,可提供业界领先的高达4,300MB/s(4,101MiB/s)的SAS SSD顺序读取性能,比上一代提高了2倍以上。铠侠的新驱动器容量高达30.72TB,使其成为业界容量最高的2.5英寸SAS SSD。
2、BiCS FLASH
铠侠开发具有112层垂直堆叠结构的第五代BiCS FLASH™三维(3D)闪存。新产品具有512 Gb(64千兆字节)容量并采用TLC技术。
铠侠创新的112层堆叠工艺技术与先进的电路和制造工艺技术相结合,与96层堆叠工艺相比,将存储单元阵列密度提高约20%。因此,每片硅晶圆可以制造的存储容量更高,从而也降低了每位的成本(Bit-cost)。此外,它将接口速度提高50%,并提供更高的写性能和更短的读取延迟。
西部数据
1、SN550 NVMe SSD
Western Digital设计的控件和固件搭配最新的 3D NAND,可始终如一地提供优化的性能。
2、iNAND MC EU521
西部数据宣布率先基于UFS 3.1规范协议推出iNAND MC EU521嵌入式闪存产品,新增多项功能,并进一步提高速度、容量、降低功耗,再加上11.5x13x1.0mm小型封装尺寸。西部数据表示,iNAND MC EU521将在3月份上市,采用主流的96层3D NAND,并充分利用UFS 3.1高带宽以及SLC NAND缓存,可提供最高800MB/s的顺序写入速度。
美光
美光的下一代 M500 固态硬盘采用 Micron 20 nm MLC NAND 闪存、SATA 6 Gb/s 接口,具有行业标准 512 字节分区支持功能、热插拔功能以及功耗极低的器件休眠模式,并满足 ATA-8 ACS2 指令集规范要求。
SK海力士
Intel 突然宣布以 90 亿美元(约 601 亿)的价格将旗下的 NAND 闪存业务出售给了 SK 海力士 ,后者有可能成长为新的全球第二大闪存公司,SK海力士推出Gold P31系列SSD新品,是全球首个基于128层NAND闪存的消费者SSD。Gold P31采用的是128层TLC,PCIe NVMe Gen3接口,读取速度最高达3500MB/s,写入速度最高达3200MB/s,以满足长时间游戏的游戏玩家以及对性能和稳定性有较高要求的专业创作者和设计师。
英特尔
Intel基于144层3D QLC闪存Arbordale Plus,容量将比Intel目前的96层产品提升50%。
长江存储
128层QLC 3D NAND闪存芯片X2-6070研发成功,并已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。
长江存储表示,X2-6070是业内首款128层QLC规格的3D NAND闪存,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。
每颗X2-6070 QLC闪存芯片共提供1.33Tb的存储容量。而在I/O读写性能方面,X2-6070及X2-9060均可在1.2V Vccq电压下实现1.6Gbps(Gigabits/s千兆位/秒)的数据传输速率。
旺宏
Macronix在2020年下半年生产48层3D NAND存储器。公司计划在2021年和2022年分别推出96层3D NAND和192层3D NAND。目前,该公司用于制造NAND的最先进技术是自2019年2月开始使用的19纳米平面技术,这款NAND Flash的第一个客户将是任天堂。
华邦
1、QspiNAND Flash
华邦提供了一系列相容于SPI NOR接口的QspiNAND产品,华邦的QspiNAND系列产品内建了ECC的功能,而且也能提供了连续好”块”的QspiNAND,这些都能让使用者并不需要额外的控制器。
2、OctalNAND Flash
全球首款采用x8 Octal接口的NAND Flash—华邦OctalNAND Flash产品可望提供车用电子与工业制造商高容量的储存内存产品,华邦电子首款采用全新接口的NAND产品,1Gb W35N01JW,连续读取速度最高可达每秒240MB, W35N-JW OctalNAND Flash采用华邦通过验证的46nm SLC NAND制程,提供卓越的数据完整性,且数据保存期更可达10年以上。此产品写入/抹除次数(Program/Erase Cycle)可达10万次以上,可符合关键任务型车用与工业应用所需的高耐用性与高可靠性。
兆易创新
GD5F4GM5系列采用串行SPI接口,引脚少、封装尺寸小,相比于上一代NAND产品,大大提升了读写速度,最高时钟频率达到120MHz,数据吞吐量可达480Mbit/s,支持1.8V/3.3V供电电压,能够满足客户对不同供电电压的需求;同时提供WSON8、TFBGA24等多种封装选择。
北京紫光存储
北京紫光存储Raw NAND颗粒是符合业界标准的闪存产品,适用于各类固态存储解决方案。Raw NAND颗粒需要搭配闪存控制器使用。全系采用业界领先的3D TLC闪存芯片。支持ONFI 4.0,最高读写支持667MT/s。采用业界领先的3D TLC闪存芯片,相比2D闪存芯片单位面积下容量大幅提升。
北京君正
公司Flash产品线包括了目前全球主流的NOR FLASH存储芯片和NAND FLASH存储芯片,其中NAND FLASH存储芯片主攻1G-4G大容量规格。
ISSI 系一家原纳斯达克上市公司,于 2015年末被北京矽成以7.8亿美元私有化收购,之后北京君完成对北京矽成100%股权收购。ISSI Introduces SLC NAND高性能4Gb SLC NAND主要用于嵌入式市场,能够满足工业、医疗,主干通讯和车规等级产品的要求,具备在极端环境下稳定工作、节能降耗等特点。
东芯
东芯串行NAND Flash产品为单颗粒芯片设计的串行通信方案,引脚少和封装尺寸小,且在同一颗粒上集成了存储阵列和控制器,带有内部ECC模块。使其在满足数据传输效率的同时,既节约了空间,提升了稳定性,也让其在成本上也极具竞争力,且提升了性价比。产品分为3.3V/1.8V两种电压,不仅能满足常规对功耗不敏感的有源器件,也使其在目前日益普及的移动互联网及物联网设备中,有足够的发挥空间。产品拥有多种封装,可更灵活的满足很多应用场景,比如常规的光猫,路由器,网络摄像监控,物联网及智能音箱等。
2022年NAND市场规模、价格走势及重点企业经营情况
原文标题:2022年全球和中国NAND技术格局分析,国产长江存储有望追赶上三星等一线龙头「图」
一、NAND产业概述
NAND flash目前属于主流只读存储器,除开DRAM在在储存芯片领域应用最多。
1、市场定位
就全球存储芯片定位而言,除开占比全球储存市场61%的市场份额的DRAM外,NAND占比36%。主要原因是DRAM属于易失存储器,多用与cpu缓存和图像系统的帧缓存区,起到临时储存数据的功能,属与电子设备必须的组成部分。而NAND属于只读存储器,即使断电也能够储存数据,是数据储存和多次采用的关键。
2021年全球存储细分市场结构占比情况
资料来源:WSTS,华经产业研究院整理
2、分类状况
NAND芯片按结构可划分2D NAND和3D NAND,随着2D NAND的线宽已接近物理极限,目前如三星等企业在14nm等已停滞数年,NAND闪存已进入3D时代。按照闪存颗粒储存原理又可分为根据存储原理分为SLC、MLC、TLC和QLC,层级逐步升高。
四种类型的 NAND闪存单元存储量及单元擦/写寿命
资料来源:公开资料整理
二、NAND技术及国产化历程
1、技术历程
随着2D NAND逐步被3D NAND替代,3D NAND企业持续推进NAND层数,从目前堆叠层数看,今年5月,美光发布首款232层NAND,并预计今年年底量产,三星预计在今年年底推出200+层的NAND,铠侠目前制程停留在112层。国产企业长江存储持续追赶,国产化替代持续将进行。
全球3D NAND主要领先企业技术路线图
资料来源:公开资料整理
2、国产化历程
长江存储致力于提供3D NAND闪存设计、制造和存储器解决方案的一体化服务,产品广泛用于移动通信、消费数码、计算机、服务器等领域。企业于2016年7月在武汉成立,发展2021年底就已经达到了每月生产10万片晶圆的产能,截止2022年上半年已完成架构为128层的NAND量产,近日有新闻称,长江存储将跳过原定192层NAND,直接挑战232层NAND,并有望于2022年底量产。若长存在年底量产232层NAND,将缩小一代制程差距,成功追上国际大厂。
长江存储技术发展历程
资料来源:公开资料整理
三、NAND产业链
1、供给端
全球电子信息产业快速发展,硅资源作为集成电路发展基础资源,整体产量保持稳定增长,叠加2021年需求爆发,下半年价格高涨,全球产量达到412万吨,其中中国产量321万吨,主要增量由中国提供,2019年以来,环保政策趋严背景,国内去低端产能持续推进,中国工业硅产能持续下降,带动全球工业硅产能逐步收缩。
2014-2021年全球工业硅产能产量走势图
资料来源:广期所,华经产业研究院整理
2、应用端:
智能手机仍是目前NAND主要下游应用组成,占比从2019年的40%下降至37%,PC变动幅度较小,企业级小幅度上升至18%,其他如主机、内存卡等占比17%左右。整体来看,随着全球智能手机端增速放缓,单机容量提升已成为主要推动力。服务器端,受益人工智能、物联网和云计算等应用兴起,服务器出货量及单机容量提升推动增长。
2020年全球NAND下游结构占比情况
资料来源:公开资料整理
四、NAND市场现状
1、市场规模
随着全球计算机产业快速发展,电子信息技术需求持续提高,叠加人们生活水平提高,精神需求提升,PC和服务器等需求持续增长,带动全球NAND市场规模自2019年快速增长,2019年受智能手机终端需求疲软影响,加之国产企业实现量产,整体价格下降,市场规模出现较大下降,随着5g推动智能手机需求回暖加之PC等需求稳步增长,市场回暖,2021年市场规模达686亿美元。预计随着物联网、自动驾驶等新兴产业智能化推进,存储芯片需求将出现快速增长。
2016-2021年全球NAND市场规模及增长率
资料来源:Statista,华经产业研究院整理
2、市场结构
细分结构而言,随着技术持续发展,TLC和QLC成本持续走低,市场占比逐步上升,截止2020年数据来看,单元储量为3bit/cell的TLC已成为占比最高的NAND闪存组成,4bit/cell的QLC占比也已经超过10%,预计随着技术的开发,成本有望持续下降,TLC和QLC仍有较大渗透空间。
2020年NAND闪存细分类型结构占比情况
资料来源:智能计算芯世界,华经产业研究院整理
3、市场价格
全球NAND市场价格分为合约价和现货价,价格走势是跟踪景气变化的关键指标。随着铠侠及西部数据产能逐月提升,全球NAND产能逐渐恢复,但消费性电子需求疲软,供需整体趋向平衡。5月合约价月环比持平,持续坚挺,现货价涨跌不一。MLC NAND 5月合约价环比无变化,月同比上涨5%-8%。截止5月中旬,3D TLC 1Tb的现货价为19.43美元。
2019-2022年6月3D TLC NAND芯片现货价走势
资料来源:Dramexchange,公开资料整理
4、区域分布
中国是全球第一大NAND市场,占据37%的市场份额,美国占NAND市场的31%,位列第二;长存量产前,本土自给率几乎为0;长江存储大陆首家3D NAND IDM厂商,2016年成立,计划建立三个工厂,每个工厂规划产能为10万片/月,计划于2025年实现满产; 2021年中国大陆NAND产能占全球6%,长存NAND产能占全球6%,引领大陆发展
2019年全球NAND主要国家地区占比分布情况
资料来源:Yole,华经产业研究院整理
四、竞争格局
1、市场集中度
相较市场高度集中DRAM市场,NAND集中度略低,CR3达67%,其中三星占比最高,达34%。
就近期格局变动情况而言,三星计划于今年 5 月初在其平泽工厂的新先进晶圆厂 P3 上安装晶圆厂设备,预计首先为 NAND 生产安装晶圆厂设备,而 SK海力士在 2021 年底收购了 Intel 位于大连的 NAND 业务后,也将于今年 5月在大连建设新的 3D NAND 闪存晶圆厂,继续扩大产能。英特尔出售NAND业务,但保留Optane傲腾业务,符合转型需求。国产长江存储在去年实现 128 层 3D NAND 的量产后将继续攻克 200 层以上的技术,总产能有望从 2021 年的 10 万片/月增长至 2022年的 30 万片/月。提升生产良率,在大规模商用投产后NAND将受到冲击。
2021年全球NAND主要企业市占率情况
资料来源:Statista,华经产业研究院整理
2、主要企业经营现状
随着整体电子信息产业需求快速扩张,三星作为NAND龙头受益NAND营收快速增长,一度在2021年Q3达到今年最大值65.1亿美元,原料高涨背景下,疫情影响NAND供给下降叠加整体NAND价格持续高涨,是营收增长的关键因素,随着原料供求充足整体供给回升,价格回落,2022年2月西数和铠侠称遭遇材料污染,市场价格转跌为涨,三星受益营收再度上升。随着生产恢复,预计2022年q3价格将下降。
2019-2022年Q1三星NAND营收变动情况
资料来源:TrendForce,华经产业研究院整理
六、NAND国产整体前景
随着国产企业长江储存在2016成立,并随后在2018年完成32层 MLC NAND,标志着国内国产替代开始,目前长江储存已能够达到128层 NAND,部分新闻显示截止2022年底有望完成新产品,届时或将影响全球NAND格局,真正意义上芯片赶上国际一线水平。目前长江储存产品包括致态 PCle 3.0固态硬盘、致钛系列固态硬盘(SATA 2.5')等面向个人和企业用户,整体价格与技术亦可与国际品牌竞争。
原文标题:2022年全球和中国NAND技术格局分析,国产长江存储有望追赶上三星等一线龙头「图」
华经产业研究院对中国NAND行业发展现状、行业上下游产业链、竞争格局及重点企业等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国NAND闪存行业市场调研及未来发展趋势预测报告》。
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