Рынок флеш-памяти NAND, один из важных сегментов индустрии полупроводников, сталкивается с серьёзными вызовами и переменами. Пандемия, геополитические напряжения, конкурентная динамика, непостоянство спроса оказывают влияние на отрасль. Однако долгосрочные перспективы рынка NAND остаются многообещающими, считают аналитики Yole Intelligence. Растущая генерация данных и спрос на их хранение, а также внедрение новых технологий создают основу для будущего роста.

Источник изображения: PublicDomainPictures / Pixabay

По данным Yole Intelligence, в последние годы рынок NAND столкнулся с многочисленными проблемами, что укрепило мысль о том, что неопределённость является единственной постоянной на рынках памяти. Если смотреть вперёд, то долгосрочные перспективы рынка NAND неоднозначны. Рынок находится под влиянием развивающихся мегатрендов, которые стимулируют значительный рост требований к генерации и хранению данных для локальных, периферийных и облачных приложений. Спрос на NAND дополнительно стимулируется продолжающейся заменой жёстких дисков на твердотельные накопители . Тем не менее конкурентная динамика на рынке NAND является сложной.

Спрос на NAND обусловлен различными факторами, включая корпоративные SSD, используемые крупными технологическими компаниями и традиционными корпоративными OEM-производителями, растущее применение SSD в ПК и игровых консолях, а также постоянное увеличение объёмов хранения контента в смартфонах и других мобильных устройствах. Эти сегменты останутся основными потребителями NAND, однако ожидается, что новые тенденции, такие как внедрение ИИ и VR, автономное вождение и IoT, будут способствовать будущему росту. Согласно прогнозу аналитиков, в третьем квартале наконец сменится ростом спад рынка NAND, продлившийся семь кварталов к ряду.

Источник изображения: Yole Intelligence

Что касается ключевых игроков, то Samsung расширяет свои производственные мощности в Пхёнтхэке (Южная Корея) и Сиане (Китай). Также появляется информация о слиянии компании Kioxia и Western Digital (вместо IPO Kioxia), а SK hynix приобрела NAND/SSD бизнес Intel, который был переименован в Solidigm. Несмотря на относительно небольшую долю рынка, компания Micron остаётся лидером в технологии 3D NAND. Китайская компания Yangtze Memory Technologies Co. (YMTC) добилась впечатляющего технологического прогресса, но сталкивается с неопределённостью из-за санкций США.

Источник изображения: Yole Intelligence

В первом квартале 2023 года рынок NAND столкнулся с серьёзными проблемами, включая операционные убытки у всех поставщиков и рост складских запасов. Это привело к сокращению поставок и падению средней цены продажи. Ожидается, что 2023 год будет сложным для рынка из-за предстоящего спада и растущих финансовых потерь. Несмотря на текущие проблемы, рынок продолжает адаптироваться к новым технологическим трендам, сохраняя свою ключевую роль в глобальной инфраструктуре хранения данных.

Micron представила свои первые устройства хранения данных UFS 4.0. Самые быстрые представители серии обеспечат скорости последовательного чтения до 4300 Мбайт/с и записи до 4000 Мбайт/с, что, по данным Micron, делает их самыми производительными модулями памяти UFS на сегодняшний день. Micron ожидает, что её накопители UFS 4.0 со сверхнизким энергопотреблением появятся во флагманских смартфонах, планшетах и ноутбуках уже в этом году.

Источник изображений: Micron

В линейке новых накопителей UFS 4.0 от Micron представлены продукты трёх ёмкостей — 256 и 512 Гбайт, а также 1 Тбайт. Все они оборудованы контроллерами собственного производства Micron. В более дорогих продуктах ёмкостью 512 Гбайт и 1 Тбайт используются 1-Тбит 232-слойные чипы флеш-памяти 3D TLC NAND с архитектурой с шестью массивами, которые обеспечивают скорость последовательного чтения и записи до 4300 и 4000 Мбайт/с соответственно. Устройство на 256 Гбайт немного медленнее, так как основано на памяти NAND с архитектурой с четырьмя массивами. Количество массивов отражает число отдельно работающих полей данных — чем их больше, чем быстрее память.

Новые модули хранения данных от Micron полностью соответствуют спецификации UFS 4.0 и используют две линии низкоуровневого протокола M-PHY Gear 5 для передачи данных. Кроме того, они поддерживают такие проприетарные возможности контроллера, как Data Stream Separation (разделяет часто используемые данные от редко используемых для оптимизации фоновой сборки мусора), Auto Read Burst (повышает производительность чтения за счёт использования дефрагментации устройства после длительного использования) и Eye Monitoring (контроль целостности сигнала).

Micron сообщает, что в дополнение к более высокой производительности, модули Micron UFS 4.0, обладают на 25 % более высокой энергоэффективностью. Использование 232-слойных чипов 3D TLC NAND большой ёмкости также позволяет Micron делать свои модули UFS 4.0 довольно тонкими. В компании заявляют, что их толщина не превышает 0,8–0,9 мм, что позволит производителям мобильных устройств либо сделать свои продукты тоньше, либо установить аккумулятор большей ёмкости.

«Последнее мобильное решение Micron тесно переплетает воедино нашу лучшую в своём классе технологию UFS 4.0, запатентованный контроллер с низким энергопотреблением, 232-слойную память NAND и гибко настраиваемую архитектуру встроенного ПО для обеспечения непревзойдённой производительности», — заявил Марк Монтиерт (Mark Montierth), генеральный менеджер мобильного бизнес-подразделения Micron.

В настоящее время Micron тестирует свои накопители UFS 4.0 совместно с ведущими производителями смартфонов и планирует начать их массовое производство во второй половине года.

Анализ, выполненный TrendForce, показал, что динамика продаж на рынке флэш-памяти NAND замедлилась в первом квартале текущего года. Несмотря на то, что поставщики снижали цены для стимулирования продаж, объем отгрузок чипов NAND за квартал вырос лишь на 2,1 %. В сочетании с 15-процентным падением средней цены реализации индустрия флеш-памяти зарегистрировала снижение доходов за квартал на 16,1 % до суммы порядка $8,63 млрд.

Источник изображения: pixabay

SK Group (SK hynix плюс Solidigm) и Western Digital столкнулись с одновременным падением объёмов поставок и цен, что привело к снижению доходов более чем на 20 % для каждой из компаний. В первом квартале доход SK Group от продажи флэш-памяти снизился до $1,32 млрд, что на 24,8 % меньше по сравнению с предыдущим кварталом. Это снижение было вызвано вялым спросом на рынке ПК. Так, вклад сектора SSD упал с более 50 % в 4 квартале 2022 года до всего 20-25 % в 1 квартале 2023-го. Western Digital также ощутила на себе последствия межсезонья: доходы от продажи флэш-памяти NAND у неё снизились на 21,1 % до примерно $1,31 млрд.

Поскольку спрос со стороны основных потребителей, таких как серверы, ноутбуки и смартфоны, остаётся на прежнем уровне, компания Samsung пыталась увеличить объём поставок, продвигая продукцию высокой ёмкости. Однако эта стратегия привела к снижению средней цены реализации NAND на 18,3 % за квартал и к снижению доходов Samsung от продаж на 15,8 % до $2,93 млрд в 1 квартале 2023 года. Аналогичным образом компания Kioxia столкнулась с ослаблением потребительского спроса, и, несмотря на рост объёма отгрузок на 18 %, снижение средней цены реализации на 20,3 % привело к падению выручки компании на 5,9 % за квартал, составив около $1,85 млрд.

Доход компании Micron от продаж NAND Flash в первом квартале снизился на 19,8 % до $890 млн. Однако по мере того, как запасы ПК и мобильных устройств клиентов возвращаются к нормальному уровню, Micron надеется выйти из ситуации переизбытка за счёт реализации текущих мер по сокращению производства.

Источник изображения: TrendForce

Во 2 квартале 2023 года TrendForce ожидает роста покупательской активности, чему должно поспособствовать недавнее сокращение производства компанией Samsung. В частности, производители модулей памяти и OEM-производители комплектующих ПК, похоже, будут активизироваться, и общий объем поставок NAND Flash, по прогнозам, возрастёт на 5,2 % за квартал. Несмотря на это, дальнейшее снижение средней цены реализации по всем продуктам, связанное с ликвидацией запасов, никуда не денется. В результате, по прогнозам TrendForce, доходы отрасли NAND во втором квартале продолжат тенденцию к снижению и, по оценкам, сократятся ещё примерно на 7,9 % по сравнению с минувшим кварталом.

Министерство торговли США недавно обнародовало детали принятого в США «Закона о чипах и науке». В нём объём ограничений для компаний, претендующих на субсидии, значительно шире по сравнению с введёнными ранее санкциями, что должно ещё больше снизить готовность международных компаний инвестировать в китайскую полупроводниковую промышленность в следующем десятилетии. Ограничения также коснутся ведения дел в Северной Корее, Иране и России.

Источник изображения: unsplash.com

Изначально запреты на экспорт касались прежде всего наиболее продвинутых технологий. Но после того, как к санкциям решили присоединиться Япония и Нидерланды, ключевые сканеры DUV, используемые в зрелых техпроцессах менее 16 нм, 28 нм и 40 нм, вероятно, будут включены в сферу действия ограничений. Эти события в сочетании с «Законом о чипах» означают, что развитие китайской полупроводниковой отрасли будет существенно ограничено, независимо от степени зрелости техпроцесса.

В последнее время наблюдается тенденция по переносу заказов на производство чипов на Тайвань из-за потребности минимизировать риски. Такие компании второго и третьего эшелонов, как VIS и PSMC, которые в основном сосредоточены на зрелых техпроцессах, значительно выиграли. Изменение структуры заказов, несомненно, обеспечит значительное восстановление полупроводниковых производств, которые в настоящее время страдают от избытка складских запасов и низкой загрузки производственных мощностей.

TSMC больше всего пострадает от обновлённого американского законодательства, в основном из-за крушения её планов по расширению производства в Китае. Хотя у TSMC имеется годовое разрешение на импорт, действующее до середины 2023 года, дальнейшее расширение китайских мощностей TSMC для 16/12-нм и 28/22-нм техпроцессов будет существенно ограничено в течение следующего десятилетия в связи с получением субсидий от США. Кроме того, 85 % выпускаемой продукции предназначено для местного китайского рынка.

Что касается производства DRAM, то SK hynix — единственный крупный поставщик, у которого есть завод в Китае, но избыток предложения и геополитика привели к тому, что загрузка мощностей на этом заводе упала на четыре процентных пункта с 48 % до 44 %. Между тем, у Samsung и Micron нет мощностей по производству DRAM в Китае, и их планы по будущему расширению сосредоточены на Южной Корее и США соответственно. По оценкам TrendForce, доля Южной Кореи в глобальных мощностях по выпуску DRAM будет продолжать расти, а доля Китая будет снижаться в годовом исчислении, упав с 14 % до 12 % к 2025 году.

Прогноз по производству DRAM на 2023-2025 годы / Источник изображения: Trendforce

Ограничения на производство флэш-памяти NAND в Китае в основном применяются к процессам с более чем 128 слоями. Фабрика Samsung в Сиане сосредоточена на 128-слойных процессах и выпускает примерно 17 % мировой флэш-памяти. На завод SK hynix в Даляне приходится 9 %. Однако Samsung и SK hynix вряд ли станут расширять старые производственные линии, а планы по модернизации и увеличению производственных мощностей на китайских фабриках будут сильно ограничены. В целом ожидается, что к 2025 году доля Китая в мировых мощностях флэш-памяти NAND упадёт с 31 % до 18 %.

Прогноз по производству NAND на 2023-2025 годы / Источник изображения: Trendforce

Многие американские компании начали ограничивать регионы производства памяти и накопителей или требуют от поставщиков вывести свои производственные мощности из Китая, чтобы избежать геополитических конфликтов. TrendForce прогнозирует формирование двух различных производственных регионов: китайских заводов, которые в первую очередь ориентированы на удовлетворение внутреннего спроса, и заводов за пределами Китая, которые будут обслуживать другие рынки.