技术革新是关键 移动存储器市场一片晴好

技术革新是关键 移动存储器市场一片晴好

       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。                 

       “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。