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2.2 NAND 市場規(guī)模超 552 億美元，兆易有望成為全球領(lǐng)先的 SLC 供應(yīng)商
NAND Flash 依據(jù)閃存顆粒存儲密度可分為 SLC、MLC、TLC 和 QLC 等四大類。最初問世的 SLC NAND 設(shè)計架構(gòu)，每個 Cell 單元存儲 1bit 信息，只有 0、1 兩種電壓變化，結(jié)構(gòu)簡單，電壓控制快速，其特點(diǎn)即壽命長，性能強(qiáng)，擦寫壽命可達(dá) 10 萬次。之后依次問世的 MLC、TLC 和 QLC 每個 Cell 存儲的信息依次遞增，電壓變化隨存儲信息增加呈指數(shù)級增長，但相應(yīng)的 P/E 壽命隨之減少。由于每 Cell 單元存儲數(shù)據(jù)越多，單位面積容量就越高，但同時導(dǎo)致不同電壓狀態(tài)越多，越難控制，所以導(dǎo)致顆粒穩(wěn)定性越差，壽命低，各有利弊。相對于 SLC 來說，MLC 的容量大了 100%，壽命縮短為 SLC 的 1/10，相對于 MLC 來說，TLC 的容量大了 50%，壽命縮短為 MLC 的 1/20 。
目前在閃存市場中，SLC 為企業(yè)級服務(wù)器專用閃存顆粒，MLC 和 TLC 已為主流存儲顆粒，QLC 則是未來發(fā)展趨勢。這四類閃存顆粒中，SLC 的性能最優(yōu)，價格最高，一般用作對可靠性、穩(wěn)定性和耐用性有極高要求的工業(yè)控制、航天軍工、通信設(shè)備等企業(yè)級客戶；MLC 性能夠用，穩(wěn)定性比較好，價格適中，為工業(yè)級和車規(guī)級 SSD 應(yīng)用主流；TLC 是目前消費(fèi)級 SSD 的主流，價格便宜，但可以通過高性能主控、主控算法來彌補(bǔ)、提高 TLC 閃存的性能；QLC 目標(biāo)是更大容量和更低成本，代表未來發(fā)展趨勢。
3D NAND 解決了 2D 結(jié)構(gòu)下“閃存縮放限制”的問題。存儲單元尺寸小、高性能和低功耗一直是存儲器業(yè)者持續(xù)追求的目標(biāo) 。越小的尺寸讓每片晶圓可生產(chǎn)更多的 die，高性能能滿足高速運(yùn)算的需求，低耗電則能改善行動裝置電池充電頻率及數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)散熱的問題。從歷史上來看，存儲器的密度是通過縮小單元格尺寸和間距來增加的。如果單元格的尺寸和間距減小一半，那么同一區(qū)域結(jié)構(gòu)可以容納四倍的單元格。但受制于工藝的限制，閃存單元格的參數(shù)只能縮小到一定的尺寸規(guī)模，使用傳統(tǒng)的光刻密集模式的持續(xù)擴(kuò)展也變得極為昂貴，而芯片工藝的每一次提升帶來的不僅是元件尺寸的縮小，同時也帶來性能的增強(qiáng)和功耗的降低，即存在閃存的縮放限制。無論是 SLC NAND 還是其他三種 NAND 均存在“閃存的縮放限制”，為了打破“閃存的縮放限制”枷鎖，提供高容量、低成本的 NAND Flash，行業(yè)內(nèi)研發(fā)了多種解決方案，其中最主要的為 3D NAND，即將存儲單元立體化，在二維平面基礎(chǔ)上，在垂直方向也進(jìn)行顆粒的排列。
大容量、高堆疊層數(shù)的 3D NAND 將是行業(yè)未來發(fā)展趨勢。平面 NAND 由有存儲單元的水平串組成，而在 3D NAND 中，存儲單元串被拉伸，折疊并以 U 形結(jié)構(gòu)垂直豎立，單元以垂直方式堆疊來縮放密度。3D NAND 存儲單元類似一個微小的圓柱狀結(jié)構(gòu)，微小單元由中間的垂直通道組成，中間是結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電荷層，通過施加電壓，電子被帶入絕緣電荷存儲膜中和從中取出，信號就被讀取。以三星為例，由浮動?xùn)沤Y(jié)構(gòu) （Floating Gate）遷移至電荷擷取閃存（2D CTF），將 2D CTF 存儲單元 3D 化變成 3D CTF 存儲單元，最后通過工藝技術(shù)提升逐漸往上增加存儲單元的層數(shù) 。未來大容量、高堆疊層數(shù)的 3D NAND 將是行業(yè)未來發(fā)展趨勢。
NAND 保持強(qiáng)勁增長，全球市場規(guī)模達(dá) 552 億美元。IC Insights 數(shù)據(jù)顯示，2020 年，受益于下游數(shù)據(jù)中心服務(wù)器制造商的強(qiáng)勁需求使得 NAND 平均售價急劇上漲，帶動全球 NAND 市場規(guī)模同比大幅增長 25%，達(dá)到 551.54 億美元，位居整體半導(dǎo)體行業(yè)銷售增速榜首。
NAND 行業(yè)集中度高，CR3 市場份額達(dá) 67%，CR6 市場份額接近 100% 。從市場結(jié)構(gòu)上看，NAND 行業(yè)市場高度集中，TrendForce 數(shù)據(jù)顯示，2017-2020 年 NAND 行業(yè) CR6 占比維持在 99%左右。前三大廠商分別為三星、鎧俠和西部數(shù)據(jù)，2020Q4 市場份額分別為 32.9%、19. 5%和 14.4%，三家合計占比 66.8% 。

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