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新興應用浮現 NAND製造商較勁新一代製程技術

上網時間: 2007年10月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:NAND  SSD  MLC 

為了尋求超越目前位居領導地位的三星公司─特別是在該公司晶圓廠日前因跳電而一度停產後,包括海力士(Hynix)、IM Flash和東芝(Toshiba)等幾家NAND快閃記憶體競爭對手正悄悄地擴大生產規模,並為生產新一代的次45奈米元件預做準備。

NAND快閃記憶體製造商們不僅在製程技術領域上相互較勁,而且也紛紛為市場的新需求和新產品週期做好準備。針對NAND領域的一系列新興應用已經出現,包括快閃記憶體BIOS、固態記憶體硬碟(SSD),以及具有數位錄影機功能並配置快閃記憶體的電視。為了使這些應用得以實現,供應商們正以極速的步伐向更先進製程邁進。

根據市調公司所發佈的資料,主導該市場的三星電子公司已經展示了一款30奈米NAND元件。全球第二大NAND供應商東芝公司在日本打造的一座300mm新廠不久即將投產。在轉換到56奈米節點之際,東芝公司已準備好一雙管齊下的策略:一方面開發一條43奈米 NAND生產線,同時致力於一種每單元3位元(3-bit-per-cell)的新技術。

同時,全球第三大NAND供應商海力士半導體在完成其一連串的製程轉換之後,開始計劃從第三季起提高其位元成長率達100%。同時,有關於 Hynix和SanDisk公司將共同投資建設一座300mm新晶圓廠的流言不斷;然而,SanDisk公司已經否認了這項臆測。

由英特爾和美光(Micron)公司合資的IM Flash Technologies公司也不落人後,最近也提高了該公司在美國猶他州的一座300mm晶圓廠產量。該晶圓廠正製造一款50奈米的NAND元件,同時也有一款次40奈米產品正緊鑼密鼓地研發中。

為了滿足市場上更新的需求和接收三星公司因停產所喪失的業務,NAND快閃記憶體供應商們正致力於逐步提升其產量。日前的一次停電意外使得三星公司被迫關閉了在韓國一家晶圓廠的六條生產線。這次的停電事件導致了NAND元件、DRAM和LSI晶片生產中斷。雖然電力系統很快地在稍後就恢復了,但該晶圓廠的停產使得三星付出了大約4,100萬美元的代價。

雖然三星公司低調面對該停電意外,但據說其競爭對手卻從這次生產中斷中得到了不少好處。在三星晶圓廠停電因而停產後,“有很多客戶來找我們”,Micron公司NAND開發部門副總裁Frankie Roohparvar說。

根據iSuppli公司表示,整體看來,這次的停產意外使得三星公司的晶圓月產量降低約10%,大約相當於全球第二季NAND產量的1%。

iSuppli公司還指出,這次停電意外所導致的供應短缺和價格上揚,可能會為三星及其競爭對手都帶來好處。據該公司表示,實際上,在這次的晶圓廠停產以前,由於製造商們降低其生產速度,已使得NAND供應量在第二季開始吃緊。

此外,DRAMeXchange公司也表示,由於這次的三星晶圓廠停電意外,NAND快閃記憶體的合約價格僅在8月前兩週就提升了15-20%。

有鑑於上述的這些最新發展趨勢,iSuppli公司已調升其對於2007年全球NAND快閃記憶體營收的成長預測,從原來的持平成長提高到10-15%的成長率預期。

儘管有這些小差錯,三星的NAND快閃記憶體營收總額在第二季仍高達到14億美元,比第一季的12億美元成長了18.9%。iSuppli公司表示,這使得三星在全球NAND市場上所佔比例提高到45.9%,比第一季的44.1%提高近2個百分點。

三星所表現出的市場佔有率仍遙遙領先於排名尾隨其後的兩家競爭對手。就第二季的統計來看,東芝和Hynix分別佔有27.5%和14.6%的比例。

三星公司由於將其“銷售管道擴展至蘋果的iPhone和iPod產品系列等消費應用,因而獲益良多,”iSuppli公司分析師Nam Hyung Kim指出。

“同時,由於東芝公司才剛開始轉換到56奈米製程,因此其位元成長率僅有2%。”Kim說。“然而,iSuppli公司預期東芝的56奈米生產良率可望改善,使其位元出貨量在本季至少提高30%以上。”

圖說:NAND快閃記憶體製造商正為市場上的新應用需求預作準備。
圖說:NAND快閃記憶體製造商正為市場上的新應用需求預作準備。

晶圓廠紛紛投產

東芝與其NAND合作夥伴SanDisk公司日前並為其Fab 4廠舉辦盛大的開工典禮。Fab4是在東芝在日本名古屋四日市廠區內所建設的一座300mm晶圓廠。

這家名為Flash Alliance公司的晶圓廠在去年夏天開始破土動工。目前估計該廠在2008年第四季的月產量可達67,500片晶圓。

該廠生產出的第一批NAND元件採用的是東芝現有的56奈米製程。東芝在美國的子公司Toshiba America Electronic Components執行副總裁Stephen Marlow表示,該廠將如期在第四季正式投產。

該廠投產的時機看來不錯。除了三星的晶圓廠問題之外,在一次嚴重的NAND市場低潮期之後,終於可望出現一個強烈上揚期了。“從這一年的銷售平衡情況可以看出整個NAND市場正出現產品短缺,”Marlow說。

再者,為了在製程曲線上保持領先地位,東芝正建設一條43奈米的MLC產線,計劃在2008年第一季投產。該產線是基於東芝公司的每單元2位元的技術。

為了邁向更高的製程技術層次,“東芝和SanDisk據說正在其56奈米製程節點上開發每單元3位元的技術,用以開發24Gb的快閃記憶體元件,”Semiconductor Insights公司記憶體產品技術經理Young Choi在最近的一份報告中說。“3位元MLC技術將在40奈米世代中用於生產48Gb MLC NAND快閃記憶體。”

另一家製造商Hynix在遭受了一次小挫折後,也開始採取幾項新措施。iSuppli公司表示,由於在60奈米節點的製程轉換出現了一些問題,使得這家晶片製造商在第二季的NAND位元出貨量降低了4%。

iSuppli公司估計,Hynix可望在第三季時收回所損失的市佔率。“該公司的目標之一是在第三季時將其連續位元成長率提高100%,”iSuppli公司的Kim說。“為了實現這個目標,該公司從6月份起已經在將其於300mm晶圓產線上的DRAM產能轉用於生產NAND。”

NAND領域的一匹黑馬是由英特爾和Micron公司合資的IM Flash公司。英特爾在第二季時已增加其NAND位元出貨量約75%,而Micron則提高了72%,iSuppli公司說。

Micron公司已在其位於愛達荷州的Boise和維吉尼亞州的Manassas等兩座晶圓廠中生產NAND元件。Micron公司Roohparvar指出,IM Flash公司則從2007年年初開始在位於猶他州Lehi的一座300mm晶圓廠中生產晶圓,該廠並將在今年第三季投入量產。

英特爾和Micron公司在今年稍早曾發佈了一款50奈米MLC元件。同時,IM Flash公司使用了乾式193奈米掃描器和一種間距重覆(pitch-doubling)的技術來製造這些元件。間距重覆或重覆圖形曝光(double-patterning)必須進行兩次曝光,首先對一半的線條加以曝光,然後再進行蝕刻並完成其他步驟。

IM Flash公司隨後採用一部193奈米浸潤式掃描器,用以處理50奈米元件。

然而,Roohparvar並未對IM Flash公司的未來產品計劃發表任何評論,但他暗示該公司將超越東芝的43奈米MLC技術。“我們的產品將比東芝的產品尺寸更小,”他說。

未來的NAND產品將瞄準下一波的相關應用,特別是固態硬碟(SSD)。戴爾(Dell)等公司已經推出了未採用傳統硬碟的PC,這些PC使用的是固態硬碟,但目前售價仍高。

因此,許多分析師認為,固態硬碟在2011年之前還不至於衝擊到主流的儲存市場。Roohparvar表示,固態儲存媒介不太可能在短期內就取代磁性儲存媒介,但他認為,根據NAND的每位元價格曲線來看,固態儲存媒介的‘轉捩點’可能會在2009年出現。


圖說:全球NAND市場第二季營收排名,三星仍穩居領先態勢。

別忘了電視......

另一個針對NAND的新興應用是普通解析度的電視。Micron公司的技術專家設構思了一款需要使用到快閃記憶體的電視,因為其中整合了類似於TiVo的個人錄影機設備。

當然,還有蘋果公司的iPhone。“從供應的角度來看,它已為NAND帶來一定的衝擊,”東芝的Marlow說。“關鍵的問題是蘋果公司是否能夠維持住這樣的需求量。”

iSuppli公司預測,蘋果公司將在2007年出貨450萬部以上的iPhone,其後,在2008年約出貨1,350萬部,2009年2,110萬部。iSuppli公司預測,第二版的iPhone將在未來的12到18個月內發佈。

無論如何,在經歷了一次重大停滯之後,NAND正重新回歸於成長的曲線上。“未來仍存在著巨大的商機,”Marlow說。

作者:馬立得




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