分析师:批量生产3D NAND闪存芯片需高昂前期成本存储与灾备
闪存业界正在筹划一套深层(深入程度非常高)的融资方案,旨在为生产3D NAND芯片所需要的代工体系筹集资金。
尼古拉斯公司总经理Aaron Rakers在过去几年当中一直在对NAND闪存芯片的代工制造体系成本进行核算,并将统计结果与磁盘驱动器生产线进行比对。
即将到来的这一波闪存代工成本主要受到3D NAND技术转型浪潮的推动——尽管其存储密度(意味着晶粒存储容量更高)高于传统2D或者平面NAND芯片,但其制造难度也更高。
举例来讲,平面NAND生产线要求利用三沉积层进行NAND电荷引导,而浮置栅级闪存的生产则需要四沉积层方能实现。Rakers写道:“这意味着,SanDisk/东芝的48层128Gb每晶粒MLC 3D NAND需要144个沉积层,而英特尔/美光的256Gb每晶粒MLC 3D NAND需要128个沉积层,三星的128Gb每晶粒MLC 3D NAND则需要96个沉积层。”
下图展示了三星3D V-NAND闪存芯片的整个制造流程:
三星3D NAND芯片的制程工艺可谓极度复杂
Rakers确信这种更为复杂的生产流程对良品率造成的影响将成为产品供应商眼中的关注重点,不过他同时指出代工运营商不会公开讨论具体良品率——也就是单一晶圆所能切割并制造出的合格3D晶粒比例。
2014年,全球闪存存储容量总产量约为61EB,其中3%为3D NAND,Rakers通过自己的统计模型给出以上数字。这一比例未来还将不断提升。Rakers表示:“Gartner公司目前预计,3D NAND在全球总体NAND闪存生产容量中的占比在2015年年内将提升至约4%(2015年后则将进一步提高到约6%)。”
SanDisk公司则预计称,到2018年3D NAND芯片将占用业界晶圆生产问题的50%甚至更高。
他认为“3D NAND总体生产容量将于2017年超过平面闪存容量,这一切都要归功于单一晶圆能够在3D NAND上带来更为可观的存储容量(Gb)……3D晶圆生产(wspm(即每月晶圆产量)安装基数)规模到2018年将首次超越平面wspm安装基数。”
三星、SanDisk/东芝以及美光/英特尔三方已经宣称将在3D NAND制造领域投入总计180亿美元以上的巨额资金。
三星公司在中国西安兴建的3D NAND制造设施总计涉及超过70亿美元整体资本投入。
美光公司已经于今年2月10日花费40亿美元用于扩大其位于新加坡的制造工厂。
相比之下,希捷与西部数据在过去三年中的总体资本支出约为43亿美元。
Rakers利用其电子表格建模生成了以下图表,具体内容为至2018年NAND与希捷/西部数据磁盘驱动器的资本支出对比结果:
二者的差异可谓非常明显,特别是在闪存与磁盘的每TB资本支出数字对比方面。
从不同年份出发,闪存的每TB制造成本与磁盘驱动器相比一直在53倍到162倍之间浮动。庞大的支出与产品产量风险意味着,Rakers及他的投资分析师同行们将很难准确评估闪存制造运营商未来的预期经营收益。
生产方面的可怕难度与潜在失误风险很可能给相关企业带来严重的业务绩效影响,同时也会造成不少供应难题。通往3D闪存彼岸的涅槃之路可谓迷雾重重,而且就目前而言我们还远看不到明确的终点。