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下一代DRAM、NAND发展的命脉究竟掌握在谁手中?

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2020-11-27
今年以来,新冠疫情肆虐给全球消费类电子市场带来新变革。首先,宅经济兴起推动了传统 PC 、笔记本市场实现了两位数百分比增长,预计此波浪潮在秋冬疫情二次爆发期间能够得以延续;此外,疫情虽然在一定程度上延缓了5G手机换机,但是需求可能在明后两年集中爆发。
终端需求增长必将带动存储位元销量提升,业内人士预估,明年 NAND 供给位成长率将达 30%,需求位成长率则可能超过30%。
而提升位元增长除了扩充产能之外,积极引入下一代先进制程也是有效方法。目前,闪存制造商正积极推动3D NAND从9X层产品向1XX层产品过渡,DRAM厂商也积极推动1Znm产品量产。在此过程中,先进的制造设备更是决定其能否成功的关键。

蚀刻设备占3D NAND工艺总资本支出过半份额,也将是制约堆叠层数的关键因素
众所周知,3D NAND芯片容量扩展主要通过增加堆叠层数实现,2020年全球几大核心原厂均以9X层为出货主力,并相继研发出1XX层堆叠产品,美光已经率先宣布开始批量生产全球首个176层3D NAND Flash,并即将在2021年推出相关产品。
随着层数不断叠加,高纵深比以及纳米级高质量无暇薄膜的实现也愈发艰难,沉积和蚀刻这两项工艺设备重要性也更加凸显。
资料显示,在串堆叠方面,三星是唯一以单串技术开发出128层NAND存储器的厂商,因此相较于其他厂商更具成本优势,但是随着堆叠层数超过160层,预期三星下一代NAND存储器也将会改采双串堆叠技术。
制造设备方面,数据显示,整个3D NAND晶圆制造设备市场会由2019的102亿美元,成长为2025年的175亿美元。其中,蚀刻和沉积设备资本支出持续占总资本支出50%以上。
而2019-2025年3D NAND制造设备市场规模CAGR为9%。其中干蚀刻设备市场规模CAGR为10%,沉积设备CAGR为9%。也就是说,干蚀刻设备市场规模占比会于2025年扬升至73%,沉积设备规模占比则会下滑至23%。
在3D NAND制造设备厂商中,ASML、应用材料、东京电子和Lam Research位居前四,合计共占70%以上市场。

动辄上亿美元的EUV光刻机将是下一代DRAM生产中的关键核心设备
2020年三大DRAM原厂三星、美光、SK海力士等技术主要是从1Ynm全面向1Znm推进。然而,DRAM发展到第四代1a nm级,原厂将必须考虑EUV工艺,这也是下一个10年DRAM技术发展的核心竞争力。
为了抢占下一代制程先机,三星从第三代1Znm制程就在导入EUV工艺,并于今年三月份宣布已经成功出货100万个业界首款基于EUV技术的10nm级(D1x)DDR4模块。8月三星再次宣布位于韩国平泽市的第二条生产线(P2工厂)已开始导入EUV技术批量生产16Gb LPDDR5。
SK海力士也积极追赶,近日,有媒体报道称,SK海力士正在升级M14部分设备,M16 将导入EUV光刻设备,用以生产第四代10nm级(1a)DRAM。
此前早有消息爆料,SK海力士将会在即将建成的M16新厂中量产EUV制程,而M14工厂中也更新相关设备还是首次曝光。
业内人士介绍称,这样做的目的是为新工厂生产预热,先在原有工厂中生产,以尽量消除风险因素,然而具体的生产计划仍无法确定。
然而,美光似乎并不受其他两家干扰,对EUV技术引进显得不紧不慢,近期,美光企业副总裁兼台湾美光董事长徐国晋明确表示,目前并无采用EUV设备的计划。
ASML作为全球唯一EUV光刻机供应商,甚至引得三星掌门人李在镕亲自登门拜访,其重要程度可见一斑。
过去数十年全球半导体行业一直遵循螺旋式上升的规律,重大技术变革更是推动行业持续增长的内在动力。而半导体制造设备是芯片制造的基石,其技术发展要比芯片制造还要提前一代。对于芯片制造商来讲,把握住最先进的制造设备对于其技术迭代可谓“事半功倍”。