3D NAND Flash市场三星抢先机 良率左右其普及速度

       随着NAND Flash制程微缩逐渐逼近物理极限，各企业已经开发出3D NAND Flash来突破单位面积存储容量的限制。目前，各大巨头在3D的进度不同，三星领先量产且进度比较清晰，但目前也仅处于给服务器厂商送样、做认证的阶段，其他厂商多处在小量试产的阶段，最快会在明年上半年进行量产。

       集邦科技杨文得预计，2014年采用3D工艺的NAND Flash出货量会在3%左右，其中绝大部分是三星的贡献，从2015年下半年开始，其他厂商的量会逐渐加入进来，2015年3D产品可能会达到整个Flash市场20%的市占率。

       东芝朱明表示，今年三星月产能在10K左右，晶圆切出来的良率目前难以下定论。今年3D产品达到3-5%的占有率有可能，到2015年可能上升到10-15%。他透露，东芝的晶圆厂全部在日本，会逐步过渡到最先进的工艺，去年7月份东芝第5个晶圆厂的第2期开始建立，投入超过50亿美金，建完之后就是3D产线，今年Fab5的一部分产能就会转到3D。

       “个人对3D技术发展持更乐观态度，尤其是三星量产后，会推动其他竞争对手加快3D技术开发和量产，目前最急迫需要3D NAND技术的是SSD产品，因为SSD要求容量很高（比如512G、1T等），且对速度要求很快（目前主流要求SATA3接口），3D技术能很好地满足SSD的这些要求。”有不愿透露姓名的受访人说。

       佰维李振华透露，去年几个大厂在制程演进上面产生了分歧，海力士的工艺技术更新越来越慢，三星发展到19纳米环节不想再往下走了，东芝和美光认为在2D环节可以再往下演变一代，以低成本和可靠性去跟三星的3D制程比拼。所以，东芝和美光在3D工艺制程方面比三星延后，这两家目前已经推出最后一代的2D产品，接下来也会把精力放在3D上面。

       他告诉记者，三星之所以走在前面，一是跟它的产业布局有关，三星将整个手机产业链都抓在手里，DRAM目前只有三星在赚钱，NAND Flash市场份额也一直最大；二是因为它是举韩国之力发展的一个公司，它的产值据说要占到整个韩国GDP的20%左右，不管是亏钱还是赚钱，三星都会一直坚持投入，有些产品可能一开始走在后面，但经过几波之后就走在了最前面。

       朱明认为，3D会首先用到大容量SSD上面，也会应用到eMMC和eMCP，其实只要3D工艺成熟，厂商都会切换上去，服务器大数据会是一种趋势，智能手机和平板电脑可能还会推迟一年。

       “从应用端来看，SSD绝对会首先需要3D工艺制程，因为不管是笔记本厂商，还是平板电脑和智能手机厂商，都希望能降低存储单位面积的成本。目前手机的内存容量都不大，如16G、32G和64G，但笔记本存储的容量需求都非常大，如128G、256G等，厂商习惯把SSD跟传统的硬盘进行比较，目前SSD的价格高出传统硬盘达9倍之多，所以将3D做进SSD降低成本，是非常必要的举措。”杨文得说。

       “智能手机对eMMC和eMCP芯片封装的厚度有要求，同时要考虑散热问题。不过从容量来看，手机一般需要32G、64G的容量就足够，转进3D也只需要4至8层来堆叠，工艺完全能解决。”美光魏松补充说。

       转进过程中最大的难点是生产良率。杨文得告诉记者，提升良率的关键是要如何把它做到固态硬盘（SSD），或者做到eMMC、eMCP等手机内存里面去，这两个是最关键的应用，还有就是如何让它的速度更快，以及存储数据不要因为良率而流失。

       初期良率不高会直接导致价格高居不下，这是3D NAND Flash普及的障碍。李振华称，良率达标成本就会下降，比如容量多了一倍，成本可能只增加30%，甚至不增加成本，读写速度和寿命也会变更好。他认为开头两年厂商会亏钱，因为市场上对旧一代产品的需求仍会存在，所以还要跟市场上的2D产品竞争，关键要看3D的良率。

       魏松称，3D NAND Flash要完全替代掉1X纳米，可能要到2016年，到那时成本才可能降到1X纳米的水平。她也认为，会先从大容量SSD和eMMC 开始应用。“良率提升的部分，不光涉及到数据存储，还涉及到跑运行代码、存储代码等，可靠性要求很高，同时还需要手机主芯片来支持这些工艺和算法。”

       杨文得表示，目前联想、戴尔、华为等诸多厂商仅在高端产品使用SSD，原因就在于单位面积的成本太高，短时达到传统硬盘的价格比较难，但3D工艺能帮助SSD把跟传统硬盘的价格由9倍的差距缩小到2-3倍，所以能打动这些厂商去使用SSD。

       “其实SSD的优势很多，不耗电、读写速度快、资料保护到位，何时3D工艺能让SSD的成本降到跟传统硬盘差不多，这些终端笔记本厂商就会去使用，可能还包括随后兴起的服务器硬盘，如阿里巴巴，华为网络设备部门等，越来越多地需要反应快速的网络运算，需要SSD让速度变得更快。”杨文得说。

       除此，故障分析也是难解决的问题。“存储原厂会跟后端的封装测试厂商来共同解决问题，会在一开始就投入技术和设备来跟踪解决困难。”杨文得说。

       对于堆叠层数过多之后，产生的故障检测难度问题，魏松表示，故障不一定跟堆叠的层数有直接关系，因为智能手机或是平板电脑，用的都是带管理器的NAND Flash，内嵌的控制器会处理一些算法并进行管理，只要单个存储单元没有问题，堆叠后芯片的故障率就会低。应该说有一定关系，但不全是多层数造成的困难。

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