存储龙头大力扩产，国内厂商面临大考_风闻
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。2020-10-14 16:09
2020年，疫情在全球爆发，加大了存储器件价格波动的概率。同时，业内也出现了需求疲软及供应不畅等问题。外媒多次报道，存储芯片制造商下半年的处境并不乐观，存储芯片的价格将持续下滑。
虽然受到诸多影响，但三星、铠侠（原东芝）、美光等存储大厂扩大投资热度却不断攀升，正在积极建厂和扩充产能。这些海外厂商动作频频，将会使存储市场产生怎样的变化？
存储器市场概览
纵览整个存储器市场，其绝大部分由海外巨头公司掌握，国产公司处于相对落后的位置。DRAM和NAND Flash是最主流的半导体存储器，市场规模占比超过95%。
2019年NAND Flash市场规模达到了490亿美元。据IDC预测，2023年将产生105ZB数据，其中12ZB将会被存储下来。NAND Flash市场份额基本被国外公司所垄断，主要的厂家为三星、铠侠、西数、美光等。国产厂商长江存储处于起步状态，正在市场与技术上奋起直追。
资料来源：中国闪存市场，国元证券研究中心
DRAM是存储器市场规模最大的芯片，2018年DRAM市场规模已超过1000亿美元，2019年由于价格大幅下降以及服务器、手机等下游均出现同比下滑，市场空间出现下降，根据Trend Force数据统计，2019 年DRAM市场空间约621亿美元。目前，DRAM芯片的市场格局是由三星、SK海力士和美光统治，三大巨头市场占有率合计已超过95%，而三星一家公司市占率就已经逼近50%。
资料来源：Trend Force,，国元证券研究中心
在此市场状况下，海外存储大厂的投资、扩产行为对于国内处于起步阶段的众厂商来说，将是一场大考验。
存储龙头大力扩产
此前，三星电子宣布了在韩国平泽厂区的扩产计划，除扩建采用极紫外光(EUV)的晶圆代工生产线及DRAM产能之外，还将扩大3D NAND闪存方面的产能规模。业界预估三星电子仅用于3D NAND闪存方面的投资额就达8万亿韩元(约合470亿元人民币)。
据了解，三星电子将在平泽厂区的二期建设中投建新的3D NAND生产线，量产100层以上三星电子最先进的第六代V-NAND闪存，无尘室的施工5月份已经开始进行。新生产线预计将于2021年下半年进入量产阶段，新增产能约为2万片/月的晶圆。
去年年底，三星电子便启动了中国西安厂二期的建设，投资80亿美元。西安厂二期主要生产100层以下的第五代V-NAND，平泽二厂则会生产100层以上的第六代V-NAND。三星NAND Flash生产线主要分布在韩国华城厂区、平泽厂区以及中国西安厂区。
无独有偶，其他存储产商也大幅度投入了存储产能的扩充。
美光这两年不断有加大存储资本投入的消息传出。首先看DRAM方面，据台媒报道，美光将在台湾加码投资，要在现有厂区旁兴建A3及A5两座晶圆厂，总投资额达4000亿元新台币（约合人民币903亿元），2020年第4季导入最新的1z制程试产，借此缩小与三星的差距；第二期A5厂将视市场需求，逐步扩增产能，规划设计月产能6万片。
今年早些时候，美光表示，A3 预计本年第四季度完工，2021年投入生产，导入最新的1Znm制程试产。据了解，1Znm工艺是存储行业最新的制程技术，可提供更高的密度、更高的效率和更快的速度，该标准涵盖了12nm到14nm之间的工艺标准，而1ynm标准则在14nm到16nm之间。
美光还在陆续大规模生产DDR4和LPDDR4，2020年初美光基于1Znm技术的DDR5 RDIMM开始送样，还将投入下一世代HBM以及1α技术的研发。同时，美光表示，为了持续推进先进技术的发展，今年其洁净室投资是往年的1.5-2倍，主要用于加速向先进节点切换，提升先进制程产能，包括EUV洁净室的建设，全球灵活布局产能。
由于目前美光在第三代96层3D NAND已可进入量产，因此技术上要将重心摆在第四代128层去发展，将128层3D NAND做到更稳定、能够量产的阶段。
美光预期该扩建的新厂，可于下半年开始生产，但碍于目前市场NAND供过于求的情况，以及要将3D NAND技术提升，所以暂时不会因为扩厂而增加任何新的晶圆产能。在最新一期的财报中，美光表示将在2021年投入约90亿美元的资本支出。
铠侠也将按照原计划增产投资，在日本四日市工厂厂区内兴建3D NAND闪存新厂房**“**Fab 7厂房”，总投资额预估最高达3000亿日元(约合200亿元人民币)，预定2022年夏天完工。铠侠合作伙伴西部数据预估会分担投资。
与此同时，铠侠和西部数据还将在岩手县北上市投资70亿日元，新建的K1新工厂计划于2020年上半年开始生产3D NAND。
SK海力士也已经开始对存储半导体进行积极的设备投资。计划对中国无锡工厂（C2F）投资约3.2兆韩元（约人民币171.42亿元）。SK海力士计划在C2F工厂的空余空间内建设月度产能达到3万个的DRAM 产线，自2020年7月已经开始导入设备。
SK海力士计划以保守的态度实施最初制定的投资计划。且认为存储半导体市场肯定会出现恢复，因此再次启动投资。此外，原计划自2021年1月起，对利川工厂（京畿道）的M16进行设备投资，现在计划在2020年之内完成设备导入，且正与设备厂家在进行调整。此外，SK海力士计划将DRAM产线（利川）的增产规模从原来的2万个提高至3万个，此外，还计划将NAND闪存（清州）的产能提高5,000个，且已经在推进。
有备而来的存储厂商
不难发现，相较于NAND Flash，DRAM市场似乎显得谨慎。就目前而言，DRAM供应商三星、SK海力士、美光等对DRAM的投产相对保守，除了三星增加DRAM新产能外，美光日本广岛新工厂B2会投产，也正计划在台湾地区兴建晶圆厂生产DRAM，但大部分DRAM供应还是依靠制程技术提升满足市场需求，2020年三家原厂将扩1znm工艺技术提高DRAM产量。
尽管出现了新冠肺炎这一前所未有的危机，海外巨头依然积极进行设备投资，其主要原因是他们都对存储半导体市场持有积极的态度。
首先，虽然受新冠肺炎影响全球经济出现低迷，服务器和PC方向的DRAM需求却在增长。此外，以互联网未中心的居家办公、在线教育、业余活动、在线购物等的大量出现，导致服务器、PC的销售增多，从而带动了DRAM的需求增长。
其次，从根源上看，三星等厂商扩大产能，与市场上的预期有关。随着5G、自动驾驶物联网和AI的到来，围绕着数据的生意正在快速增长。从2017年开始，以DRAM和NAND Flash为主的半导体存储市场规模已超过1000亿美金，增长速度远超于半导体产业发展。
疫情的到来虽然使全球经济充满了不确定性，但促进半导体需求增长的因素却不少，因此海外厂商才继续进行积极的投资。某位熟悉韩国半导体行业的分析人士指出:“从韩国半导体巨头的投资计划来看，可以说他们对半导体市场情况持有肯定的态度”。
这些存储厂商都是有备而来。
中国存储产业面临考验
在这些厂商加速存储布局，抢占下一个未来的时候，正在发力的的中国存储产业或将受到冲击。
发展至今，NAND Flash已呈现白热化阶段**。**在本次投资扩产及相关市场竞争当中，各大闪存厂商无疑将先进工艺放在了重点位置。
三星电子此次在平泽二期中建设的就是100层以上的第六代V-NAND。目前三星电子在市场上的主流NAND闪存产品为92层工艺，预计今年会逐步将128层产品导入到各类应用当中，以维持成本竞争力。
美光也在积极推进128层3D NAND的量产与应用，特别是固态硬(SSD)领域，成为美光当前积极布局扩展的重点，与PC OEM厂商进行Client SSD产品的导入。美光科技执行副总裁兼首席商务官Sumit Sadana表示，128层3D NAND如果被广泛使用，将大大降低产品成本。美光于2019年10月流片出样128层3D NAND。
根据集邦咨询的介绍，SK海力士将继续增加96层产品的占比，同时着重进行制造工艺上的提升。SK海力士2019年6月发布128层TLC 3D NAND，预计今年将进入投产阶段。
铠侠今年1月发布112层3D NAND，量产时间预计在下半年。铠侠今年的主力产品预计仍为96层，将满足SSD方面的市场需求。随着112层产能的扩大，未来铠侠会逐步将之导入到终端产品中。
看向国内 ，去年9月，长江存储发布了64层3D NAND闪存。有消息称，长江存储64层消费级固态硬盘将于今年第三季度上市。有分析认为，长江存储今年的重点在于扩大产能，同时提升良率，并与OEM厂商合作进行64层3D NAND的导入。不过今年4月长江存储也发布了两款128层3D NAND闪存，量产时间约为今年年底至明年上半年。在先进工艺方面，长江存储并不落于下风。
研发获得成功只是第一步，后期量产的良率是成败的关键之一，未来要进入量产，势必要达到一定的良率，确保每片3D NAND的可用晶圆数量，成本结构才会具有市场竞争力。与实力雄厚的国外厂商相比，长江存储处于刚刚跟上脚步的阶段。如果闪存产业陷入了杀价潮，那么对长江存储来说，优势就不再明显。
再看DRAM产业，当年韩国厂商也是透过扩产、降价等方式，将当时如日中天的日本DRAM产业和尚在襁褓中的台湾地区DRAM扼杀在摇篮中，对于正在崛起的中国存储来说，如何避免陷入这种困境，是在提高产品质量和供应的时候，是需要考虑的另一个问题。
半导体专家莫大康曾指出，存储芯片具有高度标准化的特性，且品种单一，较难实现产品的差异化。这导致各厂商需要集中在工艺技术和生产规模上比拼竞争力。因此，每当市场格局出现新旧转换，厂商往往打出技术牌，以期通过新旧世代产品的改变，提高产品密度，降低制造成本，取得竞争优势。
有报道指出，中国的长鑫存储（CXMT）在2020年上半年量产用于PC的DDR4 DRAM。由于DDR4是目前最常用的DRAM半导体的规格，因此，相关产品的量产也意味着中国企业对韩国厂家形成了威胁。为了摆脱中国厂商的穷追猛赶，韩国厂家正在实施“差异性战略”——极紫外光刻（EUV）工艺。
三星电子于2020年四月成功生产了100万个采用了EUV技术的10纳米通用DRAM（1x）。之所以将EUV技术应用于1xDRAM，是出于测试的目的。真正要采用EUV技术的产品是计划在2021年量产的第四代（4G）10纳米DRAM（1a）。就1a产品的工艺而言，是将EUV技术灵活运用在位线（Bit Line，将信息向外部输送）的生产中。据说，三星已经将EUV应用于现有的工序中（据说是2-3层）。
此外，SK海力士也在准备将EUV技术应用于DRAN生产。SK海力士已经在利川总部工厂导入了约2台EUV曝光设备，用于研究开发，目标是计划在2021年通过EUV技术批量生产DRAM。
有分析师指出，“EUV工艺是目前中国厂家无法模仿的先进技术，率先采用EUV工艺的DRAM，对于要求较高的数据中心而言，是十分有利的。”
在先进工艺方面，中国存储厂商仍然需要努力。
总结
存储市场目前虽仍由海外厂商占据主导地位，但中国厂商正在逐步崛起。正如前文所言，海外厂商投资扩产除了看到存储的前景以外，中国厂商的崛起也是其中微小却不可忽视的原因之一。
对于中国厂商来说，无论是之后也许会到来的价格战还是与大厂的技术差异，都是需要孤注一掷，全力攻克的难关。
这一场大考，不能输。