| 过去多年，SK 海力士在 NAND Flash 领域，甚至包含 NAND 与 DRAM 的整体储存市场，无论技术或市占率都落后于韩国竞争对手三星。然而，根据韩媒 Businesskorea 十月底的报导，受惠于 HBM 的成功，SK 海力士半导体部门的年度营业利润预计将首次超越三星，这也象征着全球半导体产业竞争态势的重大转变。
如今，三星在 NAND Flash 市场的领先地位也正受到 SK 海力士的强烈挑战。截至 2024 年第二季，三星仍以 36.9% 的市占率稳居龙头，但 SK 海力士（包含 SK Hynix 与 Solidigm）的全球 NAND 市占率已从 2020 年的 11.7% 成长至 22.5%。报告更指出，若此趋势持续，单就 SK 海力士而言，其年度市占率预计将在 2024 年首次突破 20%。 SK 海力士推出 321 层 TLC NAND Flash，率先超越三星 上个月的韩媒报导指出，SK 海力士已超越三星，成为业界首家量产 321 层三层单元 (TLC) NAND Flash 的公司。此技术突破将以更实惠的价格实现更高容量的储存。 SK 海力士近期发表了新的 1 兆位元 4D NAND 芯片，再创纪录。不到一年前，该公司才率先推出 238 层 NAND。321 层的突破同样意义重大，因为它能显著提升消费级和企业级 SSD 的储存密度，使容量超过 100TB 的 SSD 价格更具竞争力。此技术尤其适用于人工智能资料中心，以及其他需要高效能储存的应用。 SK 海力士透过精巧的制程最佳化，将 300 多层堆叠至单一 NAND 中。其新的「Three Plugs」技术透过最佳化的电气连接制程，同时连接三个储存层的垂直通道。此制程以卓越的制造效率著称，并采用具自动对准校正功能的低应力材料。SK 海力士透过开发新的低应力材料和自动对准校正技术，克服了连接多层可能产生的应力和对准问题，确保制造过程顺利进行。新制程也透过重复使用与 238 层 NAND 相同的平台，将生产效率提升了 59%。这些效率改进意味着市场上将出现效能更佳、成本更低的产品。该公司声称，与 238 层 NAND 相比，新的 321 层芯片资料传输速度提升了 12%，读取速度提升了 13%，能效提升了 10% 以上。 SK 海力士计划逐步扩大 321 层产品的应用范围，瞄准需要低功耗和高效能的新兴人工智能 (AI) 应用。SK 海力士 NAND 开发主管 Jungdal Choi 表示，这项进展使该公司更接近引领 AI 储存市场，包含用于 AI 资料中心和装置端 AI 的固态硬盘 (SSD)。他指出，SK 海力士正透过扩大其在超高效能 NAND 领域的产品组合，以及以高带宽内存 (HBM) 为主的 DRAM 业务，朝向成为综合 AI 内存供应商的方向迈进。 韩媒 Chosun Biz 指出，虽然 SK 海力士在 NAND 市占率方面仍落后于三星，但其在垂直堆叠单元技术方面处于领先地位，这显示 NAND 市场可能发生重大变化。 三星积极应对，开发 400 多层 3D NAND 面对 SK 海力士的挑战，三星也积极应对，据报导，三星目前正在开发 286 层的第九代 3D NAND，并正着手研发 400 层技术。此消息透过 2025 年 IEEE 国际固态电路会议议程发表透露。 据介绍，这款 1 兆位元 NAND 芯片的密度为 28 Gb/mm2，层数超过 400 层，采用三级单元 (3b) 格式，将成为三星 V-NAND 技术的第十代产品。第九代芯片采用双串堆叠，有 2 x 143 层，有 TLC 和 QLC（四位元/单元）两种格式。第九代 V-NAND 支援高达 3.2 Gbps 的资料速度，而新的 400 层以上技术则支援每针 5.6 Gbps，速度提升了 75%。此速度似乎既适用于 PCIe 5，也适用于速度快两倍的 PCIe 6 互连。 在 400 层的 NAND 上，预计将采用三层堆叠架构，而非目前的双层堆叠设计。此进展充分利用了三星在层数方面的领先优势，因为它是唯一一家能够在单一堆叠中生产超过 160 层的公司，而竞争对手只能达到 120-130 层。若三星选择三层堆叠方法，该公司可望实现惊人的 480 层。 NAND Flash 市场竞争白热化：SK 海力士力图超越三星 其中，「WF-Bonding」是三星实现此层数的关键技术。据介绍，这是一项名为晶圆到晶圆键合的技术，其中两个独立的 NAND 晶圆（其上已制造单元和/或电路）相互连接。此键合使每个晶圆的制造制程在可扩充性、效能和良率方面得到最佳化。 三星表示，此方法将实现具有大储存容量和卓越硬盘效能的「超高」NAND 堆叠，非常适合 AI 资料中心的超高容量固态硬盘 (SSD)。据该公司称，此芯片被称为键合垂直 NAND Flash，或 BV NAND，是「人工智能的梦幻 NAND」。 2013 年，三星率先推出 V NAND 芯片，推出垂直垂直储存单元。据三星称，其 BV NAND 单位面积密度提高 1.6 倍。 三星计划于 2027 年推出 V11 NAND，进一步开发其速度惊人的技术，将资料输入和输出提高 50%。该公司还计划推出 SSD 订阅服务，面向希望管理高昂 AI 半导体投资成本的科技公司。 其他厂商亦步亦趋 由于分层竞争激烈，预计 2025 年 NAND 时代将进入 400 层，2027 年将达到 1000 层。韩国业界专家认为，三星、SK 海力士、美光等都将在 2025 年推出 400 层 NAND 产品。至于 1000 层 NAND，也是包含铠侠在内所有 NAND 厂商的目标。 美光早在 2022 年就发表了将 NAND 层数增加到 400 层以上的蓝图。据报导，在此产品中，他们将使用双堆叠技术，即将两个 3D NAND 芯片堆叠在一起。这克服了半导体制造中的难题，例如随着层数的增加，需要在层间蚀刻连接孔。随着孔深度的加深，这些孔的侧面可能会变形，并阻止 NAND 单元正常运作。美光表示，其重点是 QLC（四位元/单元）NAND，但并未提及使用 PLC（五级单元）将单元位数增加到 5，WD正在研究这项技术，Solidigm 则还在开发中。 NAND Flash 市场竞争白热化：SK 海力士力图超越三星 WD则认为，层数稍高并不具有内在优势，因为它正横向缩小单元尺寸（宽度和长度），并透过增加层数来增加芯片高度。这两种技术的结合意味着它可以将芯片密度提高到与竞争对手相同或更高的程度，且层数更少。 展望未来，1000 层也成为了各厂商的目标。例如铠侠在今年于首尔举行的国际内存技术研讨会上表示，公司制定了雄心勃勃的蓝图，到 2027 年实现惊人的 1,000 层 3D NAND Flash。三星之前也曾表示，计划在 2030 年之前开发出层数超过 1,000 层的 NAND，但要实现此目标绝非易事。 |
