NAND进入百层堆叠竞争格局

剧Digitimes报道，随着NAND Flash堆叠技术持续精进，2021年将进入112/128层制程的量产竞赛，美光(Micron)新一代176层NAND已向业界送样测试，而英特尔(Intel)144层NAND也正式推向市场。由于业界竞相朝向更高堆叠制程迈进，将可望驱使NAND原厂力拚在2021年下半推出200层TLC或QLC问世。
受到全球疫情严峻导致累积库存递延，2020年下半NAND Flash延续价格疲态的趋势，企业级SSD拉货力道放缓，终端市场采取“以价换量”的操作方式，进而导致进货价高于出售价的“价格倒挂”现象，虽然2020年底业界逐渐浮现担忧缺货的回补心态，但NAND供给过剩的压力仍持续压抑合约价格。
2021年NAND产业版图丕变引发技术竞争加剧，市场价格压力风雨欲来。2021年NAND产业版图丕变引发技术竞争加剧，市场价格压力风雨欲来。SK海力士相较于全球DRAM产业在记忆体三大巨头三星电子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)及美光的主导下，供给产出受到限制，带动DRAM价格将随着市场复苏率先恢复涨势，2021年迎向产业荣景可期，但如同美光日前看旺DRAM后市，却示警2021年NAND市场可能有供过于求的风险。
供应链预估，2021年NAND供给位元成长率将达30%，而需求位元成长率也可能超过30%，不过上半年NAND重回涨价机会渺茫，预料仍要等待价格徘徊谷底以以及市况明显回温的交叉转折点，下半年较有机会回到供需平衡或供不应求的景象。
影响NAND产业秩序的最大变数，在于全球NAND制造竞争者多达6~7家，尽管SK海力士将逐步购并英特尔NAND业务，但三星高层仍私下暗示，“现在NAND产业感觉多一个人”，究竟意指为谁，背后更牵涉到国际政治角力与个别企业营运实力，产业汰弱留强的肃杀气氛风雨欲来。
3D NAND堆叠步步高　百层以上量产竞争加剧
尽管2020年NAND各大原厂相继推出100层以上3D TLC/QLC NAND技术，但主流生产制程仍在92/96层。业界预期，各家大厂在2021年下半将开始放量生产128层3D NAND，在良率稳定拉升后，2021年量产主力进入100层以上，在年底将进入到170层以上的战场。
NAND产业竞争主要围绕于容量增加与成本降低的二大主轴，更高的层数堆叠也意味着更大的容量和密度，但层数并不是唯一影响成本的关键，良率控制对成本可能更为重要，观察近年来各大原厂的技术升级脚步，平均1年~1年半就会跳升一级，层数增加也带来更容易出错及读取延迟，这意味着参差不齐的次级品流通市场，将是未来几年干扰价格波动的乱流。
业界认为，在超过128层NAND后，单串堆叠(single deck)的难度将面临技术瓶颈，过去单串堆叠的技术路线以三星和美光为代表，随着层数越来越高，技术挑战也将更困难，在128层制程节点，三星成为唯一仍采用单串堆叠技术生产3D NAND的业者。
而美光及SK海力士均采用双层堆叠技术，并2020年底陆续宣布开发出176层NAND送交样品进入测试后，由于128层将作为美光过渡性产品，并直接进军176层3D NAND，此举的确对业界带来不少压力，但良率调整的速度能否如期顺利，业界仍持观望态度。
外界推测，三星第七代3D V-NAND将可望改为多串堆叠(string stacking)做法，虽然三星仍未明确透露堆叠层数，业界估计至少将走到16x层以上，从176层、192层甚至直接挑战256层制程技术，由于双层堆叠技术势将两个较小层NAND晶片彼此叠放，技术较容易达成，但将会增加整体制作成本。
QLC NAND加速大容量趋势　SSD渗透率持续看增
英特尔出售NAND业务给SK海力士，但仍保留Optane独门业务，新一代144层QLC NAND也在日前推出SSD应用。英特尔指出，随着SSD整体成本逐渐下降，到2022年时SSD与HDD的总体成本将会进入黄金交叉，并看到更多PLC NAND应用，将使得SSD在大容量储存市场加快取代传统硬碟(HDD)，发挥单位存储成本更低的特性。
根据估计，若采相同96层堆叠技术，QLC NAND较TLC NAND每片Wafer晶圆所产出GB总量约可提高30%，因此晶圆成本不变下，每单位成本将明显下滑，驱动TB级以上应用价格下滑，因此QLC NAND SSD可望助力各大品牌厂，得以达成“容量倍增、价格不变”的成长机会。
虽然QLC NAND在使用寿命与稳定性受到质疑，但针对读取密集储存应用(Read Intensive Storage Applications)的资料中心需求，却能发挥超大容量优势切入企业级储存市场，迎合近年来影音档案快速成长的趋势。而美光、英特尔是最早推出QLC NAND的上游原厂，英特尔更大举将QLC应用Optane产品扩大在资料中心市场优势。
PC OEM业者对于QLC接纳度也持续增加，业界预计，PC OEM厂将可望从2022年起开始大量产用QLC SSD，逐步达到20%市场渗透率，包括三星在百层3D NAND扩大量产后，QLC NAND也可望扩大应用至SSD产品，成为NAND市场新力军。
三星挟量产与成本优势　产业淘汰赛一触即发
2020年全球疫情严峻，NAND产业竞局也频添变数，英特尔NAND业务出售SK海力士，掀起产业市占排名重洗牌；铠侠(Kioxia)原定10月进行上市IPO计划，受到疫情干扰而延后时程；三星西安二期第一阶段逐步量产，第二阶段规划于2021年竣工；后起之秀的长江存储也在2020年宣布推向128层制程，急起直追业界先进。
受到第1季处于中国大陆市场传统淡季，在封关过年前，业界普遍不愿花钱囤货，倾向保留现金预做弹性准备，但业界人士估计从农历年节过后，NAND市场可能将迎接腥风血雨的混战，具有订价主导权的三星将是攸关战局发展的关键。
2020年在疫情不确定因素下，各家原厂倾向守稳价格为要务，三星对于NAND价格操作偏向保守，尽管全球NAND市占率仍然维持3成，但相较于2019~2020年初的33~35%市占率仍略微下滑。
三星平泽厂将大量生产百层以上先进制程，而西安二期第一阶段产线虽然在2020年上半进入量产，但实际产出并不如原先规划，为了避免库存增加压力拖垮报价，三星选择放慢投片速度，然而三星量产规模与成本优势，将可望拉开市占领先的脚步。
另一方面，SK海力士与英特尔NAND业务购并作业虽尚未完成，但外界已先将SK海力士与英特尔大连厂视为共同体，2021年SK海力士将先支付英特尔70亿美元，包括NAND SSD业务、NAND部件和晶圆业务以及大连厂，预计2021年底移交给SK海力士，未来SK海力士全球NAND市占率扩将可望大至23%，超越市占二哥铠侠。
但SK海力士截至2020年上半现金性资产仅约46亿美元，借贷金额也逐步增加，到2020年上半已高达111亿美元，如果扣除现金性资产，仍有负值65亿美元。若再加上未来总计支付的90亿美元交易金额，势必将加重SK海力士的财务负担，或将稀释SK海力士对先进制程的资金分配与投资力道。
原定10月上市的铠侠流年不利，2020年底IPO计划欠缺临门一脚，原本透过筹资853亿日圆(约7.99亿美元)新股，来支应生产设备投资也被迫中断，但仍接连宣布扩产计划，包括四日市Y7厂预计从2021年春开始兴建，估计将斥资1兆日圆(约100亿美元)。
岩手县K1厂2020年投片量规模仅在1万片，日前又释出考虑第二座K2厂的整地建厂计划。虽然铠侠不会放弃上市目标，但下一波NAND景气荣景可能要等到2021年下半，添购量产机台的庞大投资恐将缺乏银弹支持。
长江存储128层NAND量产将可望落于2021年第2~3季，由于短期内量产规模有限，虽然目前报价确实较其他大厂较低，但作为中国大陆力捧的半导体制造代表厂商，长江存储俨然晋身为全球NAND产业的一份子，预计2022年量产规模增至10万片大关，将对市场带来较大影响力。
坐等竞争对手壮大从来不是三星一贯手法，甚至不排除祭出激烈降价措施以压迫对手，在无利可图下被迫丧失成长契机或退出江山。是下一个被挤出NAND市场版图的对象可能是谁，业界各有推测、耐人寻味。
2021年NAND产业短兵相接，下半年市场价格可望止跌回升涨价，但仍要观察累计跌幅有多深。一旦NAND原厂亏损持续扩大，减产压力将如影随形。另一方面，不少业界也抱持乐观期待，毕竟全球5G换机需求正式启动、资料中心备货需求也持续回温、汽车产业有望步入强劲成长的上升周期，NAND市场应用成长也有望步入百花齐放。