3D NAND Flash市场三星抢先机 良率左右其普及速度

来源:华强电子网 作者:王琼芳 时间:2014-07-11 09:35

3D Nand

       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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