(原标题:NAND,突然遇冷?)
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在过去的十多年中,NAND闪存堪称存储产业的明星。无论是智能手机普及、PC换代潮,还是云计算兴起,NAND都扮演了至关重要的角色。其高增长也带动了全球半导体行业的扩产热潮,形成了三星、SK海力士、美光和铠侠等几大寡头格局。
然而,2024年以来,行业气氛急转直下。NAND价格经历了剧烈波动,企业盈利承压。各大厂商不约而同地放缓扩产甚至减少投资,标志着一个新的周期正在到来。
与此同时,AI与高带宽存储器(HBM)的崛起,让市场的聚光灯逐渐转向DRAM领域,NAND在存储产业格局中的地位被重新定义,各大巨头在NAND研发生产上的调整,昭示着这一产业已经从“高速扩张”步入“谨慎投资”,一场缓慢而又激烈的变化正在悄然发生中。
韩国双雄的放缓与转移
作为全球NAND市场的长期霸主,三星过去一直以“激进投资”著称。
在今年的国际固态电路会议上,三星宣布了即将推出的V10(第10代)NAND 闪存,据了解,三星的V10 NAND闪存具有 400 多个活动层和 5.6 GT/s 的接口速度,其还采用了三星独家首创的混合键合外围单元 (CoP) 架构。
但三星的V10 NAND量产之路并不顺利,其原本预期今年年底开始量产,但在6月韩国国内传出消息,预计三星到今年下半年之前将进行供应链构成的评估,而真正的大规模量产投资恐怕要到明年上半年才能进行。
据报道,截至今年6月,三星仍未最终确定包括蚀刻在内的NAND核心设备的供应链。原因在于高层堆叠NAND的市场需求不明朗,以及新工艺导入带来的成本效益问题阻碍了投资推进。
所谓“蚀刻”,是指在晶圆上去除不需要的物质的工序。以往在蚀刻通道孔(Channel Hole,类似小孔)时,需要在约 -20℃至 -30℃的低温环境下进行;但在V10 NAND中,预计需要 -60℃至 -70℃的超低温环境。温度越低,化学反应性越弱,就越能在无需额外保护膜的情况下实现更精密的蚀刻。
为此,三星电子从美国Lam Research与日本东京电子(TEL)等主要前道工序设备厂商引进了超低温蚀刻设备,并进行试生产和质量评估。但实际评估结果显示,超低温蚀刻技术尚难以直接应用于量产。于是,三星正在与Lam Research、TEL协商,尝试通过提高部分蚀刻温度,再次进行设备评估。
据了解,引入新设备所带来的投资成本,也被认为是三星延迟V10 NAND量产投资的重要原因之一。三星至今在NAND蚀刻工艺中大多使用Lam Research的设备。如果将TEL纳入供应链,则意味着设备多元化,但同时会面临原有Lam Research设备使用率下降,以及需要提升两家设备兼容性的问题。
而V10 NAND的难产最终也影响到了三星其他产线的换代升级计划。
据韩媒报道,三星电子自今年年初起就在平泽P1工厂和西安NAND工厂推进转换投资,核心是将原本量产的第6、7代NAND转向第8、9代。与全面新建生产线相比,转换投资所需费用更少,同时部分改造并继续利用现有设备,因而效率更高。
不过,近期最先进NAND的转换投资速度正在放缓。P1工厂的第8代NAND转换虽按计划进行,但原定最快在今年二季度启动的第9代NAND转换投资已传出延期。
西安工厂情况也类似。正在进行第8代转换的X1生产线已接近收尾,而第9代转换的X2生产线今年三季度仅计划执行每月5000片晶圆规模的投资,而月产5000片几乎只是内存产品量产所需的最小规模。
一位半导体行业人士表示:“三星电子计划在明年一季度前继续在X2生产线上量产V6等旧一代NAND,真正展开第9代转换至少要到明年年中”,并解释称“这是因为先进NAND的需求依然低迷”。
而三星对下一代NAND及相关技术的投资也依旧保持谨慎,其原本考虑在西安X2生产线上率先应用混合键合技术于V9 NAND,但最近已决定搁置。
关于NAND技术延后的背后,是市场信心不足与资金使用的重新考量,对比三星在HBM和DRAM上的高强度投入,其在NAND领域的保守态度更显突出。
同样信心不足的还有SK海力士,其在电话会议中明确表示,NAND业务将维持谨慎,优先考虑盈利性。
值得关注的是,SK海力士在今年完成了对英特尔NAND业务的收购,目前正在重组其位于中国大连的工厂及相关资产,但其在大约三年前开始建设的第二家工厂的设施投资仍处于搁置状态。
早在收购英特尔NAND业务之前,SK海力士就一直在讨论在大连建设第二家工厂。2022年,该公司在大连举行了奠基仪式,并宣布计划持续扩大其在中国的3D NAND产能。
业界最初预计SK海力士将按照其建设计划,于2023年中期开始引入包括洁净室在内的基础设施。然而,由于地缘政治因素导致先进半导体制造设备难以引入中国,且NAND市场表现疲软,导致该投资计划被推迟。
韩媒指出,SK海力士大连第二工厂自奠基以来,三年来未进行任何设备投资。
一位半导体业内人士表示:“尽管SK海力士获得了美国的‘认证最终用户(VEU)’资格,且中国的投资限制有所放宽,但由于经济低迷以及来自中国的后来者的进入,NAND业务仍面临很大的不确定性。” 他补充道:“因此,目前尚未就大连新工厂的具体投资进行任何商谈。”
实际上,过去几年时间里,尽管收购了英特尔的NAND业务,但SK海力士在这一领域依旧处于相对劣势,而如今AI带动的HBM需求爆发,让其重新找到了核心增长点。
目前,SK海力士在HBM领域占据领先位置,几乎垄断了NVIDIA的AI加速卡供货链条,盈利水平显著改善。相比之下,其V10 NAND研发进度相对落后,公司内部也将资源集中到先进DRAM与HBM之上。这一战略转移清楚地表明:NAND在SK海力士内部正逐渐被边缘化,至少在短期内,不会是主要的投资方向。
美系战略收缩、日系承压,国内的突围
美光的动作同样印证了NAND行业的困境。
在今年8月,美光宣布,鉴于移动NAND产品在市场持续疲软的财务表现,以及相较于其他NAND机会增长放缓,美光将在全球范围内停止未来移动NAND产品的开发,包括终止UFS5(第五代通用闪存存储)的开发。
美光指出,该决策仅影响全球移动NAND产品开发工作,美光将继续开发并支持其他NAND解决方案,包括SSD、汽车以及其他终端领域NAND解决方案,同时美光将继续支持移动DRAM市场,并提供DRAM产品组合。
面对盈利压力,美光直接退出了对三星、SK海力士在消费市场的竞争。公司将重心转向企业级SSD、汽车和数据中心市场,这些细分领域虽然规模不如手机庞大,但需求更稳定、利润率更高。
与此同时,美光大幅增加HBM和DRAM的研发与产能建设,试图在AI时代分得更大蛋糕。其财报显示,2024年下半年以来,美光连续上调营收和毛利率指引,市场表现显著优于NAND业务。这种“NAND低迷、DRAM强势”的分化格局,反映出美光通过收缩NAND,来为未来的AI内存战略腾出资源。
相比三星和海力士,铠侠的处境显得更加艰难。作为全球第三大NAND供应商,铠侠长期依赖与西部数据的技术和产能合作,但两家公司酝酿多年的合并始终未能落地,使得铠侠迟迟无法获得足以抗衡韩系巨头的规模效应。
缺乏规模优势意味着铠侠在成本控制、技术迭代和市场话语权上都处于被动地位。与此同时,NAND价格的剧烈波动直接拖累了铠侠的财务表现,让其业绩常年在盈亏边缘徘徊。
面对资本市场的压力,铠侠一方面需要持续维持基本的研发和生产投入以保持竞争力,另一方面却缺乏充足的财务弹性去推动更大规模的扩产或技术升级,陷入了“进无足力、退无可守”的困境。
在另一端,中国的长江存储则选择了逆势加大投入,走出了一条差异化发展路线。加之国内市场需求的支撑,长江存储得以在全球行业普遍“缩表”的阶段保持扩张态势,为未来竞争赢得了战略窗口期。
不过,从全球格局来看,NAND市场依旧是寡头把持,三星、SK海力士、美光和铠侠等老牌厂商仍然牢牢掌控着大部分产能与渠道资源。即便长江存储正在快速追赶,但短期内难以完全撼动这种结构。整体氛围依然是“谨慎前行”,各家企业在投资与扩产上更加注重风险控制与资金回报,等待下一个需求明确的增长周期到来。
设备厂商的“寒流”
NAND投资的放缓,最直接的受害者无疑是半导体设备厂商。过去几年,韩国本土设备企业如 SEMES(三星旗下设备子公司)、Jusung Engineering、Dongjin Semichem等,几乎高度依赖三星和海力士的扩产项目维持成长,如今随着两大巨头推迟先进NAND项目的量产计划,相关设备订单出现明显下滑,现金流和盈利能力均遭到严重冲击。
全球设备巨头也未能幸免。ASML的EUV光刻机主要服务于逻辑和DRAM环节,在NAND需求低迷时其DUV设备出货承压;东电电子(TEL)在薄膜沉积、刻蚀领域对NAND业务依赖度极高,订单推迟直接影响到其业绩表现;应用材料(Applied Materials)和科磊(Lam Research)则在沉积与刻蚀环节感受最为明显,尤其是高层数NAND对ALD、CVD和高深宽比刻蚀设备的需求骤降,让两家公司不得不调低出货预期。Kokusai Electric、日立高新(Hitachi High-Tech)、SCREEN Semiconductor 等日企同样受到连锁冲击。
面对这一困境,设备厂商们不得不加速“转向”。随着AI驱动的HBM与高性能DRAM需求爆发,以及先进逻辑工艺(3nm/2nm)持续加码,设备巨头正将Jusung Engineering重心逐步从NAND转移至逻辑芯片与HBM/DRAM相关设备上,以填补NAND投资空白。东电电子在财报中多次强调DRAM业务的稳定性,科磊和应用材料则在积极推动先进逻辑和晶圆级封装设备的布局。
与此同时,“转换投资”模式的普及也在改变行业生态。越来越多的晶圆厂选择通过采购二手设备并进行再制造或改造,延长设备使用寿命,以此来降低整体资本支出。这一趋势带动了二手设备市场的快速升温,使得像 SurplusGLOBAL(韩国二手设备巨头)、AG Semiconductor、MTM 等企业迎来业务增长。然而,这也进一步压缩了新设备的市场需求,让原本依赖大规模NAND扩产的设备厂商在短期内感受到了前所未有的寒意。
NAND,如何破局
NAND市场进入低迷期,并非单一原因,而是多重因素叠加:
一方面,智能手机全球出货量增长乏力,PC换机周期拉长,传统移动NAND需求长期承压。而另一方面,AI带动的HBM与DDR5需求爆炸式增长,资本和研发人力都向这些新兴领域倾斜,NAND逐渐被边缘化。
除此之外,NAND也面临着资本压力,过去三年半导体行业投资总额已创历史高位,厂商不得不控制成本,把有限资源投向回报更快的业务。
最后,也不能忽视技术方面的挑战,目前NAND堆叠层数已逼近400层的极限,工艺难度、良率问题和成本控制都成为瓶颈,让投资风险大幅增加。
在可以预见的未来,NAND市场仍将维持低速,投资谨慎,厂商把资源更多投向DRAM与HBM。
然而,中期来看,随着AI训练、边缘计算、大容量SSD等场景的普及,NAND可能重新找到增长机会。比如,未来生成式AI需要的存储系统中,大容量、低成本的NAND或许能发挥独特价值。
当然,NAND厂商也在寻找类似HBM这样的破局机会,如近期Sandisk 和 SK 海力士的合作,旨在实现“高带宽闪存”(HBF)的标准化。HBF 是一种基于 NAND 闪存的内存技术,内置于类似 HBM 的封装中。这标志着业界首次在将闪存和类似 DRAM 的带宽融合到单一堆栈中方面迈出了坚实的一步,有望彻底改变 AI 模型大规模访问和处理数据的方式。
但长期而言,真正能决定NAND产业能否迎来下一个拐点的,是技术与市场的双重突破。一方面,混合键合和>400层堆叠等新工艺需要成熟,才能实现质的飞跃;另一方面,需求端必须出现新的应用爆发,才能让NAND摆脱被边缘化的命运。否则,这个曾经的“明星存储”很可能继续徘徊在产业的边缘。
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