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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