На этой неделе компания Western Digital рассказала о планах развития памяти 3D NAND на ближайшие годы. Помимо прочего компания отметила, что вместе со своим партнёром японской компанией Kioxia она разрабатывает 162-слойные чипы флеш-памяти с ячейкой уменьшенной площади и флеш-память повышенной производительности с более чем 200 слоями.

Источник изображения: Western Digital

Память 3D NAND нового поколения BiCS6 появится ближе к концу текущего года. Это будут на первый взгляд не самые передовые по количеству вертикальных слоёв чипы — всего 162 слоя, что на фоне только что представленных Micron 232-слойных чипов 3D NAND выглядит довольно скромно. Тем не менее, ёмкость у решений WD и Micron одинаковая — 128 Гбайт (1 Тбит). А площадь BiCS6 и вовсе составит максимально компактные в отрасли 68 мм². Добиться этого компания смогла за счёт заметного снижения физических размеров ячеек памяти, в чём помогло использование нового материала в их структуре.

Добавим, память BiCS6 будет хранить четыре бита в каждой ячейке (QLC). Снижение физического объёма ячейки с сочетанием записи четырёх бит в каждую из них должно привести к снижению числа циклов перезаписи, но WD пока не раскрывает это значение. В то же время скорость работы памяти BiCS6 обещает оказаться на 60 % выше, чем в случае современных решений, что позволит использовать её как для выпуска массовых накопителей, так и ёмких SSD серверного назначения. Повышение плотности также должно снизить себестоимость производства, что важно для всех.

Источник изображения: Western Digital

Не менее интересно выглядит ещё одна новая разработка — память BiCS+ с более чем 200 слоями. Утверждается, что она разрабатывается с нуля преимущественно для SSD серверного назначения. Память BiCS+ появится к 2024 году и обеспечит по сравнению с памятью BiCS6 прирост бит на каждую пластину до 55 %, как и рост скорости до 60 %. Также на 15 % вырастет скорость записи, что для флеш-памяти типа NAND не менее важно, чем всё остальное.

Источник изображения: Western Digital

В перспективе компания WD как и остальные производители 3D NAND стремится к 500 и более слоям 3D NAND. Выпускать такую память можно только с помощью комбинации множества технологий, включая вертикальную «склейку» кристаллов памяти. Не теряет компания надежду выпустить память с записью пяти бит в каждую ячейку (PLC), но это не менее трудно, чем выпустить 3D NAND с 500 слоями, что отдаляет время её появления.

Американская компания Micron анонсировала разработку первых в отрасли чипов флеш-памяти 3D NAND, состоящих из 232 слоёв. Массовый выпуск новинки на основе ячеек TLC начнётся в конце 2022 года. Появление первых продуктов на новой памяти ожидается в 2023 году. Возросшая плотность записи обещает снижение энергопотребления, рост скорости и уменьшение себестоимости, что будет конвертировано либо в прибыль Micron, либо в снижение цен на SSD.

Источник изображения: Micron

Чтобы добиться рекордного числа слоёв Micron воспользовалась испытанным ранее способом — она разместила один кристалл 3D NAND поверх другого, соединив их электрически и поместив на общее основание (подложку и контроллер). В процессе сращивания кристаллов часть слоёв была неизбежно потеряна, поэтому из двух 128-слойных кристаллов вышел не 256-слойный чип 3D NAND, а 232-слойный, что тоже неплохо.

Также следует отметить, что 256-слойную 3D NAND компания Samsung представила ещё в 2020 году, но массовое производство таких чипов не запустила. Поэтому предыдущими рекордсменами можно считать 176-слойные микросхемы флеш-памяти, выпуск которых и Micron, и Samsung начали во второй половине 2021 года. Также необходимо вспомнить о китайской компании YMTC, в арсенале которой вот-вот должна появиться 192-слойная 3D NAND.

Другим преимуществом новинки Micron можно считать перемещение управляющей электроники под кристалл с массивом ячеек. Это технология CMOS under array (CuA), которой в той или иной степени сегодня владеют все производители 3D NAND. Подобное позволяет уменьшить площадь кристалла памяти и на каждую пластину поместить ещё больше микросхем.

Компания Micron не раскрывает детальных спецификаций 232-слойных чипов. Известно, что ёмкость микросхем составляет 1 Тбит (128 Гбайт) и в целом они стали быстрее, что обещает появление ещё более производительных твердотельных накопителей.

Руководство Micron Technology на этой неделе выступило перед инвесторами, пообещав увеличить размер дивидендов и расходы на выкуп акций, обозначив тенденцию снижения зависимости от рынка ПК и рассказав об эксперименте с заключением долгосрочного контракта нового типа. Картина будущего в целом получилась оптимистичной, курс акций компании вырос на процент с небольшим.

Источник изображения: Micron Technology

В период до 2025 года объёмы поставок памяти типа DRAM будут расти на 17–19 % ежегодно, в сегменте NAND этот показатель достигнет 28–29 %. К концу десятилетия, по прогнозам Micron, совокупный оборот отрасли по производству микросхем памяти достигнет $330 млрд против $161 млрд в 2021 году. Уже сейчас микросхемы памяти в общем обороте полупроводниковой отрасли занимают 30 %, хотя в начале века они довольствовались 10 %.

Сегмент центров обработки данных обеспечил выручку от реализации памяти в размере $50 млрд по итогам прошлого года. До середины десятилетия объёмы поставок памяти в этом сегменте будут в среднем расти на 28 % в год для DRAM и на 33 % в год для NAND.

Обороты автомобильного рынка в прошлом году не превысили $4 млрд, но спрос на память типа DRAM в этом сегменте до середины десятилетия должен расти на 40 % ежегодно, а в случае с NAND этот показатель достигнет 49 %. Полностью автономно управляемый автомобиль потребует в 30 раз больше памяти типа DRAM, и в 100 раз больше памяти типа NAND, чем управляемая только водителем машина.

Micron постепенно снижает зависимость от рынка ПК и смартфонов. Если в прошлом году оба сегмента формировали около 55 % выручки компании, то к середине десятилетия их доля сократится до 38 %. К тому времени сегмент центров обработки данных увеличит свою долю с 30 до 42 %, а совокупная доля автомобильного, промышленного и телекоммуникационного сегментов увеличится с 15 до 20 %.

В качестве эксперимента Micron заключила с одним из десяти крупнейших клиентов долгосрочное соглашение о поставках памяти, которое предусматривает ежегодное пополнение выручки более чем на $500 млн на протяжении более трёх лет. Клиент в данном случае получает приоритетное право на получение продукции в условиях дефицита, а ценовая политика корректируется по мере снижения издержек производителя. При этом цена продукции в рамках контракта не подвергается колебаниям, которые присущи краткосрочному рынку.

Одновременно было заявлено о намерениях Micron увеличить размер дивидендов на 15 % и предусмотреть направление на возврат капитала инвесторам до 100 % свободных денежных средств. Сейчас эта величина не превышает 50 %.

Технология производства флеш-памяти 3D NAND почти добралась к 200-м слоям на каждый чип. За счёт вертикальной компоновки удалось совместить высокую плотность записи, множество циклов перезаписи, малые размеры кристалла и доступную стоимость флеш-памяти. Число слоёв 3D NAND можно повысить ещё до пяти раз, но рано или поздно технология упрётся в барьер. Это снова заставит уменьшать размеры ячеек памяти со всеми вытекающими проблемами, но выход есть.

Источник изображения: IMEC

Напомним, до перехода на техпроцессы производства флеш-памяти NAND 10-нм класса память выпускалась в виде горизонтальных массивов (планарная память). Но с переходом к 20–15-нм нормам производства объём ячейки снизился настолько, что количества электронов в объёме материала ячейки банально стало мало для надёжного удержания заряда. Как следствие, число циклов стирания снизилось до нескольких десятков, а также ухудшились другие электрические характеристики памяти.

В этот период на выручку пришла память 3D NAND. Планарную ячейку со всеми её структурами развернули из горизонтального положения и ориентировали в вертикальное. Тем самым была сохранена площадь кристалла на пластине (читай — себестоимость), а ёмкость памяти можно было наращивать за счёт новых слоёв до 24, 32, 64, 128, 176 и больше, как в последних передовых чипах 3D NAND. За счёт перехода на вертикальное расположение ячеек их размеры значительно увеличились — до 30–50 нм — с шагом между ячейками до 140 нм. Этого с головой хватило для повышения устойчивости к износу без жертв для дальнейшего наращивания плотности записи.

Но в будущем, при переходе к производству 3D NAND с 500 и большим числом слоёв технологические трудности будут нарастать, считают специалисты бельгийского центра IMEC. Поэтому есть смысл уменьшить размеры уже вертикально расположенных ячеек памяти, чтобы повысить плотность памяти 3D NAND без наращивания числа слоёв. Сделать это можно за счёт разделения вертикальных каналов памяти надвое и одновременно за счёт перехода от круглого профиля канала к прямоугольному (вытянутому или, иначе, траншейному).

В современной памяти 3D NAND затвор охватывает кольцевой вертикальный канал со всех сторон. Переход к прямоугольному каналу позволит разделить затвор на два независимых и, следовательно, создаст в слое вокруг канала уже две отдельные ячейки. Прямоугольная (траншейная) форма канала обеспечит условия, чтобы объём ячейки при этом сильно не пострадал. Электрические характеристики памяти несколько ухудшатся, но незначительно, а плотность записи резко возрастёт без значительного усложнения технологии производства.

Относительное сравнение 3D NAND с затворами GAA и SGVC. Источник изображения: Macronix

Нечто подобное в своё время предлагала тайваньская компания Macronix. Как и IMEC она разделила вертикальные каналы на две независимые структуры, каждая из которых работала со своими ячейками. Вероятно за эту разработку позже компания Toshiba выплатила Macronix компенсацию.

В IMEC считают, что переход на траншейную форму ячеек в памяти 3D NAND позволит сократить шаг между ячейками до 30 нм с нынешних 140 нм. Это тот запас, который позволит не жертвовать объёмом каждой вертикальной ячейки в случае их разделения на две в каждом слое. И это же позволит до двух раз увеличить плотность записи без увеличения числа вертикальных слоёв в памяти 3D NAND.

Китай ввёл частичный локдаун в Сиане во избежание распространения COVID-19 с 16 по 19 апреля, из-за чего может пострадать полупроводниковое производство Samsung, расположенное в этом городе, особенно если время санитарных ограничений будет расширено.

Источник изображения: Samsung

Местный завод Samsung обрабатывает 250 000 кремниевых пластин ежемесячно — это одно из важнейших полупроводниковых предприятий южнокорейской компании, выпускающее до 40 % от общего объёма производимой ею NAND-памяти.

Когда локдаун случился в Сиане в декабре 2021 года, Samsung Electronics ввела гибкую систему управления предприятием, оставив сотрудников жить и работать на территории производственного комплекса. На этот раз завод не имеет проблем с рабочим процессом, поскольку власти Сианя позволили необходимому для обеспечения деятельности завода персоналу оставаться на рабочих местах. Тем не менее, если локдаун продлится, производственная и логистическая цепочка будут неизбежно нарушены.

В частности, если логистика будет заблокирована во избежание распространения инфекции, поставки сырья могут прекратиться, а готовой продукции — будут отложены. Как сообщает издание Business Korea, контейнерный трафик в КНР уже упал до половины от уровня перевозок на 1 февраля — Китайского Нового года, когда производство практически остановилось во всех сферах кроме жизненно важных. Движение внутри городов и между ними сейчас вдвое ниже среднего в 2021 году.

По оценкам Американской торговой палаты, в КНР локдаун только в Шанхае вызвал перебои с логистикой у 57 % компаний, занимающихся бизнесом в стране. Например, Quanta Computer, являющаяся основным производителем Apple MacBook, остановила работу своих заводов. Перебои начались и на производстве, занятом выпуском, выпускающих ноутбуков Samsung.

Как сообщили аналитики TrendForce из-за инцидента с загрязнением сырья на производстве компании Kioxia мировые цены на флэш-память NAND во II квартале 2022 года могут вырасти на 5–10 %. Прочими факторами, которые отразятся на ценах, станут падение спроса из-за высоких запасов компонентов, украинский кризис, а также инфляция, вызвавшая корректировку цен на десктопы, ноутбуки и смартфоны.

Источник изображения: kioxia.com

В сегменте потребительских SSD украинские события вынудили OEM-производителей изменить стратегию и начать наращивать запасы компонентов ко II кварталу, что может повлиять на объёмы заказов во втором полугодии. Приход 2022 года ознаменовался выходом SSD-сегмента из-под влияния глобального дефицита полупроводников. Невзирая на февральский инцидент и землетрясение в Японии, Kioxia в целом удаётся удовлетворять клиентский спрос. Поэтому рост цен на готовые потребительские накопители во II квартале составит 3–8 %.

В сегменте корпоративных SSD ситуация несколько иная: здесь растут объёмы заказов на накопители для серверов и ЦОД, а после того, как у Kioxia и WDC возникли сложности, клиенты обратились к Samsung и Solidigm. Учитывая, что совместимой с PCIe 4.0 продукции не так много, поставщики ужесточают ценовую политику, поэтому корпоративные SSD во II квартале подорожают на 5–10 %.

На рынок eMMC-накопителей влияет снижение спроса на готовую продукцию: телевизоры, хромбуки и планшеты — соответственно падает спрос на eMMC малой и средней ёмкости. Инцидент с загрязнением сырья пока не сказался на диспозиции данного рынка, однако производители продолжают сокращать производственные мощности 2D NAND, что вынуждает поставщиков пытаться сохранить прибыль за счёт повышения цен на нижний сегмент eMMC — во II квартале цены могут вырасти на 3–8 %.

Рынок UFS-компонентов оказался наиболее подвержен влиянию украинского кризиса и американской инфляции — заметно упал спрос на смартфоны, в которых такие накопители используются активнее всего. Однако предложение UFS-накопителей из-за инцидента с Kioxia снизилось активнее спроса, что приведёт к корректировке цен на те же 3–8 %.

Наконец, большое влияние инцидент с загрязнением сырья оказал на поставки пластин NAND Flash, а это значит, что во II квартале следует ожидать роста цен на 5–10 % на чипы 3D NAND.

В 2016 году китайская компания YMTC при поддержке материнского холдинга Tsinghua Unigroup начала вкладывать серьёзные средства в развитие отечественного производства микросхем твердотельной памяти типа 3D NAND, и к настоящему времени ей в технологическом плане удалось приблизиться на расстояние одного поколения к мировым лидерам. Важной вехой в продвижении продукции YMTC может стать её использование компанией Apple.

Источник изображения: YMTC

Первоначально YMTC свою флеш-память поставляла на внутренний рынок КНР, где она использовалась для производства персональных ПК и твердотельных накопителей, не говоря уже о мобильных устройствах. В прошлом году было освоено производство 128-слойной памяти типа QLC 3D NAND, в этом отношении «китайский новичок» не так уж сильно отстаёт от мировых лидеров.

Агентство Bloomberg со ссылкой на свои источники сообщило, что Apple обеспокоилось поисками альтернативных поставщиков твердотельной памяти для своих электронных устройств после того, как производственные дефекты в феврале поставили под сомнение способность Kioxia поставить в текущем периоде запланированное количество микросхем памяти. Сейчас Apple и её подрядчики уже используют память производства той же Kioxia, а также Micron Technology и Samsung Electronics. Считается, что потери от происшествия на производстве Kioxia смогут восполнить корейские поставщики, но Apple данная ситуация подтолкнула к изучению возможности сотрудничества с китайской YMTC.

Во всяком случае, использование памяти YMTC снижает логистические риски, создаваемые пандемией, поскольку предприятия по сборке iPhone и производству памяти этой марки расположены в Китае, трансграничные поставки для реализации этой схемы не требуются. Кроме того, память YMTC может оказаться дешевле зарубежных аналогов, а для Apple в условиях роста стоимости многих компонентов важен каждый цент экономии.

Впрочем, пока возможность такого сотрудничества может ограничиваться политическими соображениями, особенно учитывая близость холдинга Tsinghua Unigroup к альма-матер действующего главы китайского правительства Си Цзиньпина. Путь памяти YMTC в перечень закупаемых Apple компонентов не будет коротким и быстрым — тому же поставщику дисплеев BOE Technology пришлось несколько лет доказывать свою надёжность. Эксперты считают, что память YMTC может прописаться не только в iPhone SE, но и в будущих моделях более высокого уровня типа iPhone 14, но доля китайской памяти в общей производственной программе смартфонов Apple вряд ли превысит 5 %. Как поясняют источники, финансовые проблемы Tsinghua Unigroup на деятельности дочерней YMTC пока никак не сказываются.

В конце января японская компания Kioxia Holdings столкнулась с загрязнением материалов на двух предприятиях, которые одновременно обслуживают и нужды Western Digital. Лишь к минувшей среде удалось вернуть объёмы производства памяти типа 3D NAND к нормальному уровню. Ожидается, что потери в результате инцидента будут измеряться 6,5 Эбайт (6,5 млн Тбайт) флеш-памяти.

Источник изображения: Kioxia, Nikkei Asian Review

Пока устранялись последствия инцидента, Kioxia и Western Digital продолжали снабжать клиентов твердотельной памятью из имеющихся запасов, но провал в поставках неизбежно возникнет позже. По оценкам TrendForce, во втором квартале это будет способствовать росту цен на мировом рынке твердотельной памяти на 5–10 %. Компании Kioxia и Western Digital в 2020 году сообща контролировали примерно треть этого рынка, поэтому влияния инцидента на цены будет сложно избежать.

После ЧП и закрытия заводов Western Digital уже пересмотрела свои прогнозы по выручке и прибыли за текущем квартале. Теперь Western Digital рассчитывает получить около $4,2–4,4 млрд, тогда как прежний прогноз составлял $4,45–4,65 млрд. Квартальная прибыль сократится на 6 % или на $250 млн.

Прогнозы не включают предполагаемые затраты на восстановление повреждённых кристаллов NAND в размере 250–270 миллионов долларов — компании уже вложили средства в необходимые материалы и производственные процессы. Восстановление как можно большего количества повреждённых NAND кажется более разумным и экономичным шагом, даже если это приведёт к дополнительным расходам.

Напомним, что прочие производители твердотельной памяти тоже подвергались воздействию негативных факторов на протяжении последних месяцев. Например, компания Samsung Electronics в конце прошлого года была вынуждена сократить объёмы поставок памяти из-за остановки производства на предприятии в китайском Сиане, где местные власти ограничили перемещения жителей после вспышки коронавирусной инфекции.

По данным исследовательской компании TrendForce, в четвёртом квартале 2021 года поставки флэш-памяти NAND выросли всего на 3,3 % по сравнению с предыдущим кварталом. Это ощутимое замедление по сравнению с ростом на 10 % в третьем квартале. Средняя цена продаж (ASP) упала почти на 5 %, а общая выручка отрасли составила $18,5 миллиарда, что на 2,1 % меньше, чем в третьем квартале.

Источник изображения: Samsung

Сообщается, что причиной такой ситуации на рынке флэш-памяти NAND стал, в первую очередь, снизившийся спрос на различные товары, использующие память этого типа. Избыточное предложение привело к падению контрактных цен на NAND. В четвёртом квартале прошлого года упали цены на продукты, использующие флэш-память NAND, за исключением твердотельных накопителей корпоративного класса, поставки которых были ограничены нехваткой других компонентов.

TrendForce сообщает, что, несмотря на признаки ослабления рынка NAND во второй половине 2021 года, благодаря удалённой работе и спросу на облачные технологии, вызванному пандемией, показатели доходов отрасли всё же значительно выросли в 2021-м по сравнению с 2020 годом. Выручка достигла $68,6 миллиардов, что на 21,1 % больше чем в 2020 году. Тем не менее, такие темпы роста всё равно уступают показателям 2018 года.

В четвёртом квартале прошлого года произошли некоторые перестановки в тройке лидеров по доходам от продаж NAND. Samsung и Kioxia сохранили два первых места, а вот третью строчку заняла Western Digital (WDC) вместо SK hynix. Стоит отметить, что после перехода рынка к избыточному предложению средняя цена продажи чипов Samsung упала почти на 5 % в четвёртом квартале, как и объёмы поставок NAND. В результате этого выручка компании составила $6,11 миллиарда, что на 6,1 % меньше, чем в третьем квартале. Объёмы отгрузок Kioxia упали на 1 %, а ASP осталась на прежнем уровне даже в условиях ослабления рыночного спроса, что превосходит показатели других поставщиков за тот же период. Выручка компании от продаж NAND в четвёртом квартале достигла $3,534 миллиарда, сократившись на 2,6 % по сравнению с предыдущим кварталом.

Источник изображения: TrendForce

WDC смогла извлечь выгоду из продолжающегося спроса на флагманские 5G-смартфоны в США. Компания нарастила отгрузки NAND на впечатляющие 13 %, однако ASP снизилась на 6 %. Выручка WDC от продаж флэш-памяти NAND в четвёртом квартале составила $2,62 миллиарда, что на 5,2 % больше, чем в предыдущем квартале.

Поставки Micron не изменились по сравнению с третьим кварталом, однако ASP снизилась на 5 %. Выручка компании от поставок NAND в четвёртом квартале снизилась на 4,7 % до $1,878 миллиарда. На производственные мощности Solidigm продолжили оказывать влияние проблемы в цепочке поставок. Отгрузки компании упали на 5 %. Выручка снизилась на 9,9 % до $996 миллионов.

TrendForce прогнозирует, что по результатам первого квартала 2021 года будет прослеживаться влияние межсезонного снижения спроса на рынке NAND. Предполагается, что это усугубит явление избыточного предложения и приведёт к дальнейшему падению контрактных цен на продукцию. TrendForce отмечает, что ситуации с загрязнением сырья Kioxia и WDC в начале этого года изменит ситуацию со спросом и предложением на рынке NAND после февраля.

Компания Western Digital сообщила, что повысила цены на «все свои продукты с флеш-памятью 3D NAND», то есть SSD, флеш-накопители и прочее. Решение связано с инцидентом, произошедшим на одной из её фабрик в январе, когда обнаружилось, что для производства значительного количества микросхем использовались загрязнённые материалы. Об этом производитель сообщил в письме для своих партнёров, копия которого оказалась у ресурса PC Watch.

Источник изображения: Western Digital

Напомним, что в результате указанного инцидента пострадало два принадлежащих Western Digital и Kioxia японских завода по производству флеш-памяти — в Йоккаити и Китаками. Загрязнение сырья привело к необходимости списания в брак значительных объёмов готовой продукции, а также к остановке производственного цикла. С учётом того, что технологический процесс производства современной трёхмерной флеш-памяти занимает два-три месяца, происшествие приведёт к недопоставкам до 6,5 Эбайт (6,5 млн Тбайт) флеш-памяти, указывают подсчёты Western Digital.

Как пишет портал Tom’s Hardware, потери компании Kioxia могут оказаться ещё значительнее, поскольку она, как правило, выпускает больше чипов памяти, чем Western Digital. Если прогнозы верны, речь может идти о потере в общей сложности до 14 Эбайт (14 млн Тбайт) флеш-памяти, что, согласно оценкам, представляет четверть от общего объёма выпущенных чипов флеш-памяти NAND обеими компаниями за первый квартал текущего года.

В письме Western Digital указывает, что будет держать своих партнёров в курсе ситуации, связанной с производством чипов флеш-памяти NAND и продуктов с ними, а также обещает помощь в реализации и продвижении их продуктов. Компания не указывает новых расценок на свою продукцию с флеш-памятью 3D NAND, однако согласно прогнозам аналитиков TrendForce, во втором квартале этого года рост контрактных цен на флеш-память NAND может составить 5–10 %.

Партнёры Western Digital и Kioxia, например, среди производителей твердотельных накопителей, скорее всего, также повысят цены на свою продукцию, даже несмотря на имеющиеся производственные запасы, которые были приобретены ещё до инцидента на предприятиях обеих компаний. Напомним, что на долю американского и японского производителей приходится примерно 35 % рынка флеш-памяти NAND.

Оптимистичным прогнозам также не способствуют сообщения о том, что конкуренты Western Digital также планируют зеркально поднять цены на свою флеш-память NAND вслед за ней.

Компания Kioxia, являющаяся наследницей бизнеса по производству памяти корпорации Toshiba, отмечает 35-летие технологии, изменившей и продолжающей менять мир — в 1987 году инженером компании Toshiba Фудзио Масуокой была создана флеш-память NAND.

Источник изображений: Kioxia

Напомним, в 2017 году Toshiba Memory была выделена из Toshiba, а в 2019-м переименована в Kioxia. Как отмечает компания, ежегодные доходы рынка флеш-памяти NAND сегодня составляют 70 млрд долларов. Плотность самых передовых чипов выросла с 4 Мбайт до 1,33 Тбайт, то есть в 330 тыс. раз.

Если в 90-х годах самый передовой чип флеш-памяти NAND мог уместить в себе лишь 1/8 часть необработанной фотографии или 1/16 песни в формате MP3, то сегодня самая передовая микросхема NAND-памяти объёмом 1,33 Тбайт способна вместить 39 тыс. фотографий или 20 тыс. музыкальных треков. При этом стоимость одного гигабайта флеш-памяти NAND снизилась с 10 тыс. долларов до примерно 0,20 центов.

Благодаря разработке флеш-памяти NAND на рынке появились первые потребительские цифровые фотокамеры, сканеры штрих-кодов, карманные персональные компьютеры (PDA). Все эти продукты с течением времени эволюционировали вместе с памятью NAND и сегодня в значительной степени отличаются от своих предшественников.

Вместе с этим на рынке появилось множество новых продуктов — смартфоны, планшеты, ультракомпактные лэптопы, мультимедийные автомобильные системы, игровые приставки, носимая электроника, дата-центры и многое другое. Без флеш-памяти NAND всё это могло так никогда и не увидеть свет.

Компания Samsung Electronics заявила о том, что производственная площадка по выпуску полупроводников в китайском Сиане вернулась к нормальной работе. В прошлом месяце вспышка COVID-19 в городе вынудила Samsung «оптимизировать» производство флеш-памяти типа NAND, используемой в твердотельных накопителях.

Источник: Samsung

В конце декабря компания Samsung объявила, что строгие меры в поражённом COVID-19 регионе могут негативно сказаться на состоянии производства в Сиане. Локдаун в городе оказал дополнительное давление на цепочки поставщиков, и без того страдающие от дефицита полупроводников всех типов.

Samsung заявляла о том, что «оптимизирует» операции на производстве в Сиане — её NAND-модули применяются в накопителях дата-центров, смартфонах и других гаджетах. Хотя на сианьском заводе производится до 40 % всей твердотельной памяти Samsung, южнокорейские аналитики утверждали, что значительная часть выпускаемой здесь памяти использовалась в самом Китае, а за рубеж поставлялись лишь ограниченные объёмы продукции.

Тем не менее производственная площадка в Сиане является одним из крупнейших проектов Samsung за пределами Южной Кореи. В своё время новости о возможном локдауне на китайском заводе Samsung привели к росту акций одного из главных конкурентов на рынке NAND-памяти — компании Western Digital.

Аналитическая компания TrendForce ожидает, что цены на флэш-память NAND в первом квартале 2022 года снизятся на 8–13 % по сравнению с предыдущим кварталом. Стоит отметить, что предыдущий прогноз TrendForce предполагал падение цен на 10–15 %, однако он был скорректирован из-за увеличения заказов производителей ПК на накопители с интерфейсом PCIe 3.0 и влияния недавних карантинных мер в Китае.

Источник изображения: Micron

TrendForce отмечает, что усиление карантина в Сиане, производственном центре на севере Китая, не оказало заметного влияния на выпуск продукции местными фабриками, потому и на динамику цен на флэш-память в будущем это событие, вероятно, не повлияет. Кроме того, уровень заболеваемости COVID-19 в Сиане в последнее время заметно снизился, и местные власти ослабили карантинные меры. Таки образом, местные фабрики Samsung и Micron возвращаются к нормальному режиму работы. Фабрика Samsung в Сиане производит флэш-память NAND, тогда как предприятие Micron в этом регионе отвечает за тестирование и упаковку микросхем DRAM, а также сборку модулей оперативной памяти.

Что касается цен на флэш-память NAND, они практически не изменились вследствие ужесточения карантинных мер в Сиане. Кроме того, не было никаких признаков того, что спотовые покупатели, то есть компании, которые приобретают имеющийся в наличии товар, спешат закупить больше NAND, поэтому общий объём транзакций оказался довольно низким. Исследование, проведённое TrendForce, показало, что покупатели флэш-памяти по-прежнему имеют много запасов на складах, и не спешат покупать NAND по текущим ценам.

Источник изображения: TrendForce

TrendForce ожидает, что снижение цен на клиентские SSD и UFS-накопители прекратится в первом квартале текущего года. Спрос на память для компьютеров остаётся высоким. Несмотря на снижение спроса на хромбуки, объёмы производства портативных компьютеров стабильно повышаются по мере постепенного устранения дефицита компонентов. Кроме того, более низкие, чем ожидалось, поставки свежих процессоров Intel Alder Lake, которые поддерживают интерфейс PCIe 4.0, побудили некоторых OEM-производителей ПК увеличить свои заказы на накопители PCIe 3.0, чтобы выполнить свои планы по поставкам ПК на первый квартал 2022 года.

Однако поставщики SSD уже начали постепенный перевод производства на выпуск накопителей с интерфейсом PCIe 4.0, тем самым создавая разрыв между спросом и предложением на SSD с PCIe 3.0. Кроме того, карантин в Сиане побудил покупателей клиентских SSD попытаться зафиксировать требуемые объёмы поставок. Эти факторы уменьшили прогнозируемое снижение цен на клиентские накопители в первом квартале 2022 года с 5–10 % до 3–8 % по сравнению с предыдущим кварталом.

Что касается памяти для смартфонов, спрос на неё остаётся довольно низким, поскольку OEM-производители имеют достаточные запасы eMMC и UFS. С другой стороны, благодаря увеличению заказов от производителей ПК с ноября 2021 года уровень запасов поставщиков флэш-памяти NAND несколько снизился. Ожидается, что контрактные цены на UFS в первом квартале снизятся на 5–10 %, а не на 8–13 %, как предполагалось ранее.

Что касается накопителей для серверов и самих пластин с отпечатанными чипами NAND, их цены, как ожидается, снизятся соответственно на 3–8 % и 10–15 % по сравнению с предыдущим кварталом, что соответствует более ранним прогнозам.

Micron начала поставки твердотельных накопителей с 176-слойной флэш-памятью QLC NAND. Новинки обеспечивают скорость чтения до 4500 Мбайт/с. Компания заявляет, что накопители Micron 2400 являются первыми в отрасли, использующими 176-слойные чипы QLC.

Источник изображений: Micron

Выпуск 176-слойных микросхем MLC был налажен Micron ещё в конце 2020 года, но внедрение аналогичной технологии в производство QLC-памяти даст возможность предлагать SSD большой ёмкости по более доступной цене. Новые твердотельные накопители Micron 2400 с интерфейсом PCIe 4.0 NVMe уже поставляются производителям потребительских компьютеров, благодаря чему пользователи вскоре смогут на личном опыте оценить возможности новинок.

Примечательно, что Micron предлагает своим клиентам накопитель 2400 в том числе в крошечном форм-факторе M.2 размером 22 × 30 мм. Новинка является одним из самых маленьких среди существующих 2-Тбайт накопителей. Micron 2400 также будут доступны в форм-факторах 22 × 42 мм и 22 × 80 мм.

По сравнению с 96-слойными микросхемами QLC Micron, их 176-слойные преемники обеспечивают на 33 % большую пропускную способность ввода/вывода и сниженную на 24 % задержку чтения. Что касается ёмкости Micron 2400, твердотельный накопитель будет доступен в версиях на 512 Гбайт, 1 Тбайт и 2 Тбайт. Модели с максимальной ёмкостью обеспечат производительность в последовательных операциях чтения и записи в 4500 Мбайт/с и 4000 Мбайт/с соответственно. Показатель IOPS (операций ввода/вывода в секунду) достигает 650 тысяч при произвольном чтении и 700 тысяч при произвольной записи.

Что касается ресурса, Micron указывает до 600 Тбайт записи для накопителя на 2 Тбайт. Для 512-Гбайт модели ресурс записи заявлен на уровне 150 Тбайт. Энергопотребление новинок в режиме простоя было снижено на 50 % по сравнению с моделями предыдущего поколения.

Следует понимать, что SSD с 176-слойными микросхемами QLC ориентированы в первую очередь на бюджетный сегмент. Их производительность далека от самых быстрых потребительских накопителей, которые могут достигать скорости 7000 Мбайт/с. Однако такой разрыв в скорости должен с лихвой окупиться стоимостью новинок.

Компании Samsung и Micron уже сделали свои заявления, касающиеся влияния эпидемиологической ситуации в китайском Сиане на деятельность собственных предприятий. В этом городе Samsung выпускает твердотельную память, а Micron — оперативную. По оценкам сторонних экспертов, от местных предприятий зависят 12 % мирового объёма выпуска NAND и 7 % памяти типа DRAM. Локдаун продлится не менее трёх недель.

Источник изображения: Pixabay

По оценкам экспертов Wedbush, на сианьском предприятии Samsung компания производит до 40 % всей своей памяти типа NAND. Кратковременные перебои с её производством, по сути, в некоторой степени выгодны поставщикам, поскольку данный фактор позволит повысить цены, которые в последнее время старались снизиться. Аналитики Citi предполагают, что предприятие Samsung в Сиане отвечает за 12 % мирового объёма выпуска микросхем твердотельной памяти. В случае с выпуском DRAM на местном предприятии Micron, то оно отвечает за 7 % мирового рынка.

Рост цен на память будет способствовать и укреплению курса акций производителей, но уже сейчас Western Digital Corporation, которая от событий в Сиане не пострадала, оказалась в наиболее выигрышной позиции. Курс акций компании успел вырасти на 5,2 % до $66,13 за штуку, а ценные бумаги Micron Technology подорожали на 3,5 %. Компания WDC производит только твердотельную память, а поскольку кризис в Сиане затронет этот сегмент рынка сильнее, то и реакция рынка оказалась более заметной именно в отношении акций этого производителя.