技术革新是关键 移动存储器市场一片晴好
扫描二维码
随时随地手机看文章
DRAM三足鼎立，大起大落成为历史
去年尔必达并入美光震动了DRAM市场，三足鼎立之势俨然形成并难以再撼动。整体而言，DRAM产业结构调整已经迈向尾声。
受到智能手机的热销与平板电脑的兴起，PC出货萎靡不振已经是业界普遍的共识，因此DRAM产业的供给端已逐步将生产计划转向其他DRAM商品，包含毛利较高的移动存储器及服务器存储器。与此同时，一线DRAM厂减少资本支出，台系DRAM厂几乎全面退出DRAM市场，产出减少。在全球标准型存储器产出逐渐紧缩的供给调整下，目前的供需较为平缓，PC厂的补货动作一再推高DRAM价格的上涨走势。4GB合约价已连续五个月持续涨幅，均价来到25.5美元，最高价更达到26美元，离历史高价的30美元大关已相去不远。这使得DRAM厂逐步恢复获利状态，平均销售单价将会呈现较为健康的正面发展，避免重蹈过往“大起大落”的恶性循环。
表一：2013年第一季度全球移动存储器营收排名(单位：百万美元)
2013年由于供需逐步走向健康面，标准存储器产出大幅减少下，价格亦呈现大幅上扬的价格走势，不仅带动移动存储器价格止稳，亦带动近期服务器存储器价格上扬。TrendForce认为，在供给产能未有重大改变的前提之下，2013年整体的DRAM平均销售单价(ASP)将会有至少6%的年成长，并带动整体DRAM产值成长至346亿美元，与去年相较大幅成长30%。今年大部分DRAM厂将逐渐转亏为盈，韩系厂商在2xnm制程条件下，获利能力更是大幅超越同业，各大DRAM厂全面获利将指日可待。
展望2014年，TrendForce指出，由于厂商制程升级已经濒临物理极限，预计2014年2X纳米将成为主流制程，后续获利能力将取决于高附加价值的产品(LPDDR4 or DDR4)以及下一代的堆迭技术(3D-IC, TSV)，单纯供给量成长已退居为次要的获利指标。由于制程持续微缩的难度大幅增高，DRAM产业未来数年的展望将可望延续2013年度缓慢复苏的态势，过往价格端大起大落的巨幅波动将成为历史。
TrendForce还表示，2014年三星半导体挟其高度垂直整合的企业结构囊括DRAM一半市占的态势将维持不变，其移动存储器业务将更受惠于三星智能手机出货而可望进一步提升营业利润。美商美光半导体与日商尔必达正式合并以后，不论是产能或是产品组合都能够与位居第二的韩系厂SK海力士一较高下。
NAND Flash稳健成长，eMMC扮演引擎
NAND Flash方面，智能手机、平板电脑与Ultrabook销售佳绩带动NAND Flash内嵌式应用eMMC与固态硬盘(SSD)出货增加，加上NAND Flash供应商今年多数暂缓产能扩充以及节制产出，大幅改善产业的供给与需求状况，NAND Flash价格走势也稳定许多，因此2013年NAND Flash整体产值将在需求持续成长以及ASP跌幅收窄的利好下，较2012年有大幅成长。
表二：2013年Q1 NAND Flash品牌厂商营收排行
近期内存业界传出三星电子将策略性淡出小型内存卡microSD生产行列，未来仅针对少数几家客户以供应Wafer方式，让客户自行生产并封装microSD成卡，三星既有资源将全部投入在eMMC、eMCP(多芯片封装内存)、SSD等嵌入式产品。
对于隶属移动存储器产品类别的eMCP，由于三星扩大第二季智能手机的销售目标，因此约七成的移动存储器产能被保留给自家产品使用，导致 eMCP的供应上已经明显出现吃紧的情况。虽然三星对于一线厂商第二季的合约价没有太大波动，但是三星代理商经营的二三线厂商在价格与供货上已经遭遇非常严重的冲击，主流配置容量如eMCP4+4、4+8的涨幅有些甚至已达五成。不但价格涨幅剧烈，而且供货较一线厂商更为紧张，到五月已纷纷面临缺货停线的窘境，对于二、三线的厂商来说可谓是雪上加霜。
预期2013年第三季，美光与尔必达整合的效益也将逐步发酵，eMCP产品线也已经送交客户测试，下半年可望缓解短缺的问题，抢占中国手机市场。目前，尔必达广岛厂为了应对迅速增加的移动存储器需求已将产品线调整至满载，其子公司瑞晶亦正式转进移动存储器中，预期今年第二季仍会有不错的获利表现。TrendForce预估，由于移动存储器厂商成为寡头供应的态势已然明确，下半年的价格降幅将逐步缩小，随着经济规模扩大与先进制程升级，存储器厂商可望在移动存储器领域维持获利。 [!--empirenews.page--]
从需求面来看，TrendForce预估2013年整体智能手机规模将上看9.35亿只，较2012年年增38%，平板电脑市场各厂商也持续推出多元化产品，加上白牌平板的兴起，2013年出货量将达到2亿台，将超越笔记本电脑的市场规模。此外，随着智能手机功能与硬件规格逐步提升，加上消费者对于产品效能与多媒体影音要求也日益增加，愈来愈多中低端手机也搭载eMMC有助于推升eMMC渗透率，TrendForce认为eMMC的高速发展将持续扮演整体NAND Flash需求端的成长引擎。
从供给端来看，2013年NAND Flash供应商资本支出与产能扩张计划显得相对保守，绝大多数增加的产出来自于制程转移，由于eMMC与SSD对于产品性能与可靠性的要求较高，预期今年20纳米产品比重全年将依旧维持70%以上，更为先进的制程技术应用预期发酵时间点将落在明年。因此今年产出有限情况下，整体产出年成长率将仅有41.5%。
事实上，eMMC已成为NAND Flash大厂集中火力的新领域，包括三星、东芝、海力士、美光、闪迪等5大NAND Flash厂都已展开全面布局，尤其三星与海力士凭借Mobile RAM优势，几乎已囊括所有eMCP市场。
NAND Flash业者认为，2013年智能手机搭载eMMC比重已高达80-90％，不仅内存容量成长，未来eMMC需求将持续扩大，除高阶智能手机采用eMMC模块，中、低阶智能手机亦将开始导入。
TrendForce认为，三星将持续加速转移1x纳米应用在SSD与eMMC等系统产品上，同时也将持续提升TLC产出比重以应对下半年客户的需求。4月中，三星宣布已开始量产采用10纳米先进制程128GB的NAND闪存芯片，这是继去年11月推出10纳米64GB芯片后的又一新高，代表三星在内部存储器领域维持多元的产品阵容，并在嵌入式存储芯片的多媒体卡和SSD的领域已有傲人的优势。iSuppli预测，今年NAND Flash芯片出货量将达405亿片，其中128GB的芯片将占30%。
而SK海力士eMMC与SSD的主流颗粒制程依旧为20纳米，16纳米产品将在第二季季底完成开发，下半年可望顺利量产。美光和英特尔也在持续改善20纳米产品的良率，并将持续提高产品出货比重。
根据拆解分析机构Techinsights最近对目前市面上先进DRAM存储器单元(cell)技术所做的详细比较分析发现，虽然已有部分预测指出DRAM存储器单元将在30纳米制程遭遇微缩极限，但各大DRAM制造商仍将持续朝2x纳米甚至1x纳米节点前进。
为应对来自智能手机、平板设备等非PC设备对DRAM的强劲需求，以及PC用DRAM市场的稳定成长，DRAM存储器单元架构的进一步微缩确实有其必要。Techinsights最近分析了包括三星、SK海力士、美光与尔必达已量产的3x纳米SDRAM存储器单元阵列结构之制程技术与元件架构，推论该技术仍有进一步微缩的空间，而共同解决方案是结合埋入式字元线(buried wordlines，b-WL)与鳍状存取电晶体(fin-shaped access transistors)。
另一方面，一个全新的3D时代正呼啸而来，一切都将三维数字化，就连小小的存储芯片也概莫能外。近日，由英特尔与美光合资的IM Flash Technologies表示，该公司正计划为其NAND闪存芯片导入3D制程，目前正为这一开发制程寻找合适的新材料；此外，该公司也预计其20nm的2D存储器单元可望再微缩一、两代。
英特尔公司技术与制造副总裁兼IM Flash公司首席执行官Keyvan Esfarjani表示，目前整个业界都预期非挥发性NAND闪存技术将从2D存储器阵列过渡至NAND晶体管整合单芯片。3D存储器预计将以垂直半导体通道的方式排列，以多层环绕式栅极(GAA)结构形成多电栅级存储器单元晶体管。
东芝公司已率先以其p-BiCS技术导入3D NAND制程。该公司在去年底宣布开发出基于50nm直径垂直通道的16层元件。该元件预计在今年出样，2015年量产。东芝的p-BiC技术采用U形排列晶体管。
但Esfarjani指出，2D NAND闪存存在微缩瓶颈，预计还可再微缩两代──在15nm与10nm节点。而第一个3D NAND可能出现在15nm 2D制程节点。Esfarjani还表示，IM Flash在20nm节点导入取代34nm与25nm“环绕式”单元的平面浮栅的高-K金属栅极单元，未来还可望再进一步微缩。IM Falsh公司在2012年利用其于逻辑电路取得的HKMG经验导入了128Gbit NAND闪存。 [!--empirenews.page--]
“过渡到3D并不会受到微影技术的限制。”Esfarjani指出，直径40nm的半导体通道最适用。然而，目前业界所面临的挑战在于测量，以及找到一种最佳的材料——它必须能够承受多层半导体制程的温度以及高深宽比的蚀刻，才能驱动半导体内部垂直通道。而这必须精确地控制在89.8的锥度。
“再过几年将可实现这一NAND市场，同时它也将持续几年的成长。2D NAND持续采用平面浮栅单元，而3D NAND则将带领我们跨越10nm的限制。”Esfarjani总结道。
下载文档
