根據市場分析師表示,動態隨機存取記憶體(DRAM)和NAND的價格正居高不下,而且預計還會更進一步攀升。許多人認為目前的記憶體市場情況只是暫時的供需不均衡。或者,他們預期當3D NAND快閃記憶體(flash)的製造趨於成熟後,就能解決目前的市場情況。然而,以DRAM的市況而言,沒人能知道DRAM供應何時會改善。

從需求面來觀察,雖然一些細分市場正在成長,但並未出現殺手級的應用或是特別繁榮的細分市場。因此,問題應該就出在供應面。

據美光(Micron)表示,2017年DRAM供給位元預計成長15-20%,可說是近20年來最低的位元成長率(bit growth)。較低的位元成長率,主要源於DRAM微縮限制。市場上有好一段時間都沒有任何有關DRAM微縮的消息了。當供給位元成長低於45%時,這就是一個賣方的市場了。因此,DRAM的寡頭壟斷、低位元成長率,以及製造擴張遲緩,導致長期的供應吃緊。最終,可能只是DRAM的價格持續增加,而供應面卻不會有任何改善。

20170905_memory_NT01P1

NAND市場競爭激烈。基於3D NAND將大幅提高生產力的市場預期,所有的NAND廠商都投入了數十億美元於3D NAND製造。因此,供應過剩預計將持續一段時間。然而,這種期待只是一種假象。3D NAND的製造比先前所想像的要困難得多。目前,幾家NAND供應商都得使勁地推出3D NAND。

許多分析師預計,大約在2018年底,當64層和96層3D NAND快閃記憶體的製造趨於成熟時,市場供應吃緊的情況將會緩解。因此,明年將會有足夠的NAND供應嗎?如圖所示,平面NAND的橫向微縮(即摩爾定律)以2的N次冪方式呈指數級增加位元單元。相對地,3D NAND的單元層數(即垂直微縮)則線性增加位元單元。目前,根據摩爾定律,平面NAND符合位元單元的指數級需求成長。然而,平面NAND面對微縮限制,3D NAND僅以線性位元成長率,將難以達到市場的需求。

20170905_memory_NT01P2

64層3D NAND最終將達到與平面NAND平價。對於雙倍和四倍的記憶體容量,3D NAND應該分別有128層和256層。考慮到長期累積的產量損失、製造困難和低晶圓產出效率,超過64層的記憶體容量擴展對於3D NAND來說是一大挑戰。如果3D NAND在第1層達到與平面NAND平價,那麼垂直擴展記體容量就會更容易多了。

如同所討論的,記憶體價格較高不再只是因為供需失衡。從現在開始,我們很難看到記憶體價格降下來,因為記憶體價格如此之高,主要源於記憶體元件的微縮限制。很諷刺地,記憶體供應商卻以這種記憶體微縮的限制來賺大錢。從2017年上半年的前五大半導體供應商排名來看,其中有三家就是記憶體供應商。例如,海力士(SK Hynix)和Micro極其仰賴於DRAM,因為這兩家公司的營收分別有75%和65%都來自DRAM市場。

20170905_memory_NT01P3

目前,買家掌控了記憶體價格,並將記憶體產品視為商品。如今正是記憶體供應商的黃金時代,高昂的記憶體價格將成為買家的負擔。沒錯,由於記憶體微縮的限制,記憶體將成為賣方市場。我們如何找到可解決高記憶體價格的解決方案呢?在2016和2017年,如ITRS和IRDS等技術開發藍圖強烈建議為連續的電晶體微縮採用全包覆式(GAA)電晶體與單片3D (M3D) IC,從而降低製造成本。因此,客戶應該主動尋求利用‘GAA + M3D’的超低成本記憶體元件。否則,客戶將會為記憶體元件付出更多的費用,而如此高的記憶體價格也將會為大部份電子裝置和系統帶來問題。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Why Memory Prices Are Heating Up,by Sang-Yun Lee, CEO of BeSang Inc.)