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        全新技术时代即将来临,存储器依然炙手可热

        2018年12月25日 13:50:17 来源:电子元件技术

        过去存储器与晶圆代工业大致上可以说是「楚河汉界,井水不犯河水」。但在即将来临的时代,存储器业者觊觎占了全球65%的非存储器市场,而存储器技术从过去的DRAM、3DNAND,正逐渐走向磁阻式存储器(MRAM)等完全不同模式的新技术。MRAM虽然还没有真正量产,但技术上读写速度已达20ns,甚至略优于DRAM,前景看好。

        这些新技术的推进,打破原先的产业格局,每家厂商都想抢得先机,鸭子划水般的投资暗暗给全球半导体业带来重大的改变。不仅原本的存储器大厂虎视眈眈,台湾地区的晶圆代工大厂不会缺席,甚至大陆也想弯道超车。

         

        半导体,存储器

        图:2018年前十大半导体业者营收预估

        至于谁会领先达阵?当DRAM因为技术极限而可能成为消费商品时,倚赖政府投资的大陆半导体大厂是否会后来居上,而在美国智财权的紧箍咒下,大陆如何成为多元应变的孙猴子呢?这些都是2019年观察产业的重点。

        半导体,存储器

        图:全球半导体产值预估

        存储器与晶圆代工产业跨界经营

        由于DRAM最新制程转换不易,服务器等需求依然畅旺,MobileDRAM的装载量持续扩大,都给2018年DRAM的商机带来足够的支撑。3DNAND的多层化,既是进入障碍也是商机的来源,但非存储器的商机仍然占了半导体市场的65.5%。如果瞄准未来的市场,CMOS影像传感器(CIS)、行动AP与车联网等三大需求依旧是市场的保证。

        更重要的是台积电、联电称雄晶圆代工业,自然会多元耕耘,不让他人染指。但三星电子(SamsungElectronics)与SK海力士(SKHynix)都有分散业务过度集中于存储器的策略,大陆的IC设计业也开始超车,系统IC与晶圆代工的竞争依然波涛汹涌。

        2017年全球存储器市场为1,303亿美元,比2016年的713亿美元暴增82.6%,估计2018年仍维持26.3%的成长率。在市场的驱动下,韩国两大存储器体业者的资本支出也持续扩大,直到2018年底才出现减缓的趋势。

        另据SEMI资料,全球半导体材料市场将从2017年的247亿美元,增加到2018年的278亿美元,成长率12.7%。从2016年开始的半导体高峰期,延续到2018年底,半导体业者也顺势推舟,在资本支出上更进一步的提高。

        对照存储器业者2016年的资本支出为243亿美元,2017年达到401亿美元,2018年预估为440亿美元,也可以理解全球的半导体产业正在投资的高峰期。但美中贸易纷争是破坏市场稳定发展的重大变量,2018年底三星的人事布局、扩张策略趋于保守,显示主力大厂对于2019年的投资采谨慎态度。

        全球DRAM仍处于寡占状态

        全球DRAM市场95%以上掌握在前三大厂手中,台湾华邦、旺宏等厂商,仅能在善用产能与提高获利的前提下经营。由于竞争相对缓和,主力大厂在2017年的资本支出,竟然比2016年减少3.8%。因服务器需求高于预期,新制程转换的过程难度也高于预期,而每台设备所搭载的DRAM也相应提高,因此2018年的企业投资仍高于往年。

        2018年起,三星量产1ynm(10nm中段级技术),由于难度比1xnm(10nm级后段技术)高出不少,因此在制程转换上比原先预计的要长。SK海力士也将从2017年下半开始前进1xnm的制程,2018年下半期起比重便显著增加,也进入了1ynm等级的工程技术。

        在这种背景下,三星曾明确的表达扩大投资的计画构想,而SK海力士原先计划在2019年启动的增产计画,也提前到2018年下半。

        在手机市场上,MobileDRAM受限于手机市场饱和之苦,但即将来临的5G商机、手机游戏、AR/VR、4K影像、智慧城市等领域都将带来庞大的机会。手机搭载DRAM平均容量从3GB起跳,2019年甚至上看10GB;2018年出货的iPhoneXs已使用每层4GB的双层DRAM架构。

        美日韩对决96层3DNAND

        相较于DRAM的积极投资,韩国双雄在NAND的投资反而保守。关键在于DRAM的需求比NAND紧俏。但因NAND并非寡占状态,三星必须积极投资,而SK海力士也必须力争上游。所以各厂的投资都很积极,并往3D多层化的方向进展。

        NAND同样必须以良率在市场上竞争,加以十分耗电,因此小面积、大容量便成为竞争关键。2D的NAND在10xnm阶段便遭遇技术压力,因此三星、东芝(Toshiba)都向3D发展。相较于2017年,三星2018年的资本支出会少一点点,但比起往年仍是大幅成长,而SK海力士、美光(Micron)则是积极回应市场的需求。

        目前三星以64层NAND为主力,2018年下半推进到96层,2019年初便会进展到128层。另外,英特尔(Intel)与美光也在2018年上半进入96层的技术规格,2018年中将3D的比重提高到85%以上。

        为了让每单位的记忆容量提高,美日韩存储器大厂都卯尽全力,在96层的堆叠技术上寻求突破。三星指出,第五代的96层VNAND量产技术已经完全克服,而64层的产品在总产量中的比重也将持续提高,借以取得更好的竞争优势。

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