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NAND 产品从 2D 到 3D 的过渡将在 2018 年达到均衡，3D NAND 也已经成为存储器厂商的下一个战场。
尽管市场领导者三星电子的资本支出大幅超出美光，美光凭借其卓越的芯片设计和版图布局能力，仍将在营收上取得强劲增长。
当下 NAND 市场的发展动力来自于从 2D 到 3D 的转换，3D 结构的进步、NAND 芯片供应的短缺以及智能手机等终端产品中 NAND 使用量的增加都将进一步推动 NAND 市场的增长。
根据 DRAM Exchange 的数据，2016 年第四季度，美光在 NAND Flash 市场占有 10.6%的市场份额。事实上，过去六年中，以营收计算，所有 NAND 制造商的市场份额都大致保持了相对稳定。
这个事实比较令人惊讶，因为三星电子 2016 年大幅增加了资本支出，其资本支出达到了美光的两倍。
按理说，三星电子的资本支出达到美光的两倍，其晶圆增长速度应该相应更大，但是基于营收的市场份额却没有变化。三星电子之所以没有把资本支出转化成市场份额的增长，主要原因就是美光当前产品线技术相当进步，在位增长上比较快。
实际上，美光在 3D NAND 技术上并不落后于三星：
“英特尔和美光合资成立的 IM 公司能够把与三星电子 48 层存储器相同的位数封装到其 32 层芯片中。如果 IM 能够履行承诺，如期交付传闻中的 64 层芯片，并在 2017 年中实现批量生产，那么 IM 公司的产品将是市场上 64 层存储器中位密度最高的产品。这点很重要，因为在产量相等的条件下，具有位密度优势的供应商有机会以更低的总体成本，在特定晶圆上产生更多的收入。”
未来的路线图
我们来看看当前的技术，以及从现在到 2020 年之间的技术演进。根据下图，三星电子（图中的 SEC）于 2016 年中期宣布可量产的 64 层 NAND 产品，声称于 2016 年年底实现量产。
西部数据和东芝半导体于 2017 年 2 月初在 ISSCC 会议上联合宣布，已经开始首次生产 512Gb 容量的 64 层 3D NAND，但是东芝早在 2016 年 7 月底就宣称正在试产其 64 层 NAND。
但是根据 2017 年 2 月 7 日 ExtremeTech 上的一篇文章，
“三星电子还是东芝 / 西部数据，谁是推出 64 层 NAND 的第一家公司？这取决于根据新闻稿的发布时间确定还是根据实际产品出货时间确定。但是事实上，这两家公司目前谁都没有开始出货 64 层 NAND。”
因此，拥有 XMC 的长江存储技术公司提供的这个路线图，只是表示各家公司开始某个存储技术的时间，并不一定是指量产时间。
单单看这个图表，好像三星和 SK 海力士都至少领先美光两个季度。更雪上加霜的是，海力士刚刚在 2017 年 4 月中旬发布了一个 72 层 NAND 芯片。
然而，如上所述，美光科技的技术领先于所有竞争对手。据 Memory Guy 透露，如下表所示：
“从技术层面看，这三家公司都有效地使用了 64 层结构，每个单元格包含三个比特，不同的是，美光的位密度 Gb /mm²高于另外两家公司，这得益于美光在存储阵列下制造芯片的 CMOS 逻辑电路，而竞争对手则是把逻辑电路和存储阵列并列放置。”
下面，我们根据各个厂家未来的晶圆厂建设计划和技术发布情况，看看各自的路线图。
三星
根据上面的 NAND 路线图，三星将在 2018 年迁移到 96 层 NAND IC，仅仅领先美光一个季度。
2016 年 3 月，三星电子在中国西安和韩国华城扩建了 3D NAND 闪存芯片制造工厂。Pyeongtaek 工厂将于 2017 年 7 月开始运营，将成为第四代 64 层 3D NAND 芯片的生产基地。三星计划在 Pyeongtaek 工厂重点生产 3D NAND。自 2017 年至 2019 年底，制造设备将从其它产线陆续抵达 Pyeongtaek 工厂。
我预计三星电子的存储器产能将从 2015 年的 318.44 亿 Gb 和 2016 年的 539.9 亿 Gb 增长到 2017 年的 824.8 亿 Gb- 增长率达 53%。
SK 海力士
由于 18nm 产线的生产问题，海力士的 72 层 3D NAND 的发布从第二季度推迟到了第三季度。最初版本的 72 层 3D TLC NAND 芯片不会比 64 层版本增加容量，但是裸片尺寸减少了约 30％，从而使 SK 海力士能够在单个晶片上生产更多芯片。
2016 年底，SK 海力士宣布计划在清州新建一个晶圆厂，预计 2019 年实现量产。清州工厂的规模将与利川 M14 晶圆厂大致相同，体现了 SK 海力士在 3D NAND 上激进的资本配置策略。
该公司计划到 2017 年底将其 3D NAND 晶圆的月产能从目前的 2 万片增加到 7 万片，其中，4 万片晶片用于 48 层 NAND，2 万到 3 万片用于 36 层 NAND，1 万片用于 72 层 NAND。
我估计，SK 海力士的存储器产能将从 2015 年的 107.1 亿 8Gb 和 2016 年的 157.9 亿 8Gb 进一步增长到 2017 年的 212.1 亿 8Gb- 增长率达 28%。
美光
美光 64 层产品的裸片尺寸为 59 平方毫米，每片晶圆的裸片产出数比竞争对手多出 25％。该公司还正在开发 QLC，每个单元将具有四个比特位，位密度比 TLC 高出 33%。美光公司称，生产 QLC 的额外成本最小，这将使用于低端消费品的 NAND 产品的单位成本下降 25％。本来，美光的 64 层 TLC 3D NAND 就比竞争对手具有 10-15％的位密度优势，这样，最终的结果是，美光 QLC 产品的单位成本比竞争对手的 TLC 芯片降低了 35％。
XMC
如上图“NAND 路线图”，武汉新鑫半导体制造总公司应该在 2018 年末开始生产 32 层 NAND 产品，然后是 64 层产品。 XMC 的最大产能将达到每月 30 万片。
东芝 / 西部数据
东芝 / 西部数据还没有开始向 3D NAND 转型。此外，东芝半导体目前的财务困境也可能会拖延其向 3D NAND 的过渡。东芝和西部数据在 2017 年初表示，其 512 Gb 64 层器件将于 2017 年下半年在日本横滨市开始大批量生产。
最近，东芝 NAND 内存芯片业务的潜在买家已经缩小至四家 --SK 海力士、西部数据、美国私募股权公司 Silver Lake Partners 和中国台湾鸿海。东芝将于 2017 年 5 月进行第二次招标，并于 6 月底前选定投标者。
要点
早在 2016 年 5 月，我就曾提到 NAND 供应商将从即将到来的 NAND IC 的短缺中获益。
美光除了受益于 NAND 供应短缺，其技术实力也功不可没。由于使用 NAND 产品的设备数量将持续增长，而且这些设备中的 NAND 容量也大幅增加，NAND 将继续保持强劲增长。下表说明了这个概念。智能手机 2014 年的出货量为 13.0 亿部，2015 年增长到 14.4 亿，2016 年又小幅增长到 14.7 亿，但从 2014 年到 2016 年，NAND 的销售量增长了两倍。
NAND 另一个增长驱动力是从 2D 到 3D 的转换。下表显示了这种过渡的时间轴。3D NAND 是存储器厂商下一个战场。3D NAND 在 2018 年将占到公司收入的 50％以上，美光卓越的芯片设计和版图布局能力将保证其收入的强劲增长。
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