Развитие рынков ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа

Развитие рынков ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа

Выпуск 1(6675) от 10 января 2019 г.
РУБРИКА: ПРОРЫВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МИКРО И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

За последние два года продажи ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа достигли рекордных значений. С 2016 по 2018 гг. их совокупные продажи выросли с 77 млрд до почти 177 млрд долл. (прогноз), а среднегодовой темп роста продаж в сложных процентах (CAGR) составил 32%. Эти годы оказались впечатляющими не только с точки зрения доходов от продаж, но и с точки зрения ценообразования и капитальных расходов. Специалисты исследовательской фирмы Yole Développement попытались проанализировать ситуацию.


ОБЩАЯ СИТУАЦИЯ НА РЫНКЕ

Рынки ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа отличаются большой динамичностью соотношения спроса и предложения. С точки зрения емкости отгружаемых ДОЗУ (в битах) в 2017 г. рост со стороны мобильных приборов и центров обработки и хранения данных (ЦОД) начал замедляться, что привело к небольшому избытку предложения ИС этого типа. Поскольку для адаптации объемов производства к быстро меняющемуся спросу требуется несколько месяцев, ожидается, что этот объем избыточного предложения во втором полугодии 2018 г. – ​первом полугодии 2019 г. будет сначала нарастать, а потом медленно сокращаться, прежде чем вернуться к балансу во второй половине 2019 г. В секторе флэш-памяти NAND-типа товарно-материальные запасы растут с первой половины 2018 г. Кроме того, во второй половине 2018 г. увеличилось производство 64-слойных 3D-NAND ИС, что также привело к избыточному предложению. Как и в случае с ДОЗУ, ожидается, что рынок вернется к балансу во второй половине 2019 г.

В целом, по оценкам Yole Développement, долгосрочные тенденции спроса остаются позитивными для памяти, предназначенной для таких применений, как машинное обучение, искусственный интеллект (ИИ), Интернет вещей, автономные транспортные средства, облачные вычисления, беспилотные летательные аппараты (БЛА). Спрос в этих секторах ориентирован на увеличение удельной емкости памяти в каждом приборе (системе), что будет поддерживать аналогичный спрос со стороны изготовителей смартфонов и ПК, и, в свою очередь, приведет к росту спроса на ДОЗУ и флэш-память NAND-типа в целом.

В IV кв. 2018 и I полугодии 2019 г. из-за избыточного предложения средние продажные цены (СПЦ) ДОЗУ будут снижаться, чему будет способствовать и излишек товарно-материальных запасов. При этом снижение СПЦ будет умеренным. К концу II кв. 2019 г. начнется рост СПЦ и, вероятно, будет наблюдаться более высокая стабильность цен на ДОЗУ. После долговременной устойчивости СПЦ схем флэш-памяти NAND-типа – ​со второй половины 2016 и в течение всего 2017 г., когда они колебались в пределах 0–10%, – ​в 2018 г. наблюдалось их снижение. Ожидается, что удельные средние квартальные цены флэш-памяти NAND-типа (на 1 Гбайт) будут постепенно снижаться как в IV кв. 2018, так и в I кв. 2019 г., причем это последовательное снижение превысит 10%. Ожидается, что среда ценообразования во II кв. 2019 г. останется неустойчивой из-за сезонной слабости спроса, но восстановится во второй половине года. За это время избыточные товарно-материальные запасы будут сокращены, что в сочетании с сокращением капитальных затрат с конца 2018 г. начнет влиять на рост предложения по емкости (в битах), приводя спрос и предложение в более сбалансированное состояние.

В настоящее время на рынке ДОЗУ доминируют южнокорейские корпорации Samsung (43%) и SK Hynix (30%), за которыми следует американская Micron Technology (22%). Отмечается, что Samsung, по сравнению с SK Hynix и Micron, является бесспорным технологическим лидером уже около 15 месяцев. После недавно завершившейся очередной волны консолидации полупроводниковой промышленности на рынке ДОЗУ осталось три крупных игрока. Специалисты считают, что в настоящее время здесь нет причин для дальнейших сделок слияния и поглощения.

Рынок флэш-памяти NAND-типа менее консолидирован, здесь присутствуют шесть крупных поставщиков: Samsung (38%), Toshiba и Western Digital (19% + 14% – ​рассматриваются совместно из-за более тесного, чем у Intel и Micron, сотрудничества), SK Hynix (11%), Micron (11%) и Intel (3%). В ближайшее время и здесь дальнейшая консолидация вряд ли возможна. Однако КНР, похоже, попытается блокироваться с какой-нибудь из существующих фирм или поглотить ее, как уже случалось на рынке полупроводниковых приборов.

Последнее крупное поглощение на данном рынке произошло в 2016 г., когда корпорация Western Digital приобрела SanDisk. Кроме того, в 2018 г. корпорация Toshiba завершила продажу за 18 млрд долл. своего подразделения схем памяти консорциуму, возглавляемому венчурной корпорацией Bain Capital, специально созданной для этой цели корпорациями Apple, SK Hynix, Dell и Seagate.

Оценка структуры рынков ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа по ведущим изготовителям за 2018 г. приведена на рисунке [1].



Структура рынка ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа по ведущим производителям, 2018 г. (прогноз) [1–3]


По данным исследовательской корпорации IC Insights, в 2017–2018 гг. среди 33 основных товарных категорий полупроводниковой промышленности, отслеживаемых Международной организацией статистики торговли полупроводниковыми приборами (WSTS), наибольшие темпы прироста продаж наблюдаются по ДОЗУ (табл. 1). Это обусловлено устойчивым ростом СПЦ в этом сегменте за последние два года. Аналогичная ситуация наблюдалась и в 2013 и 2014 гг.


Таблица 1

Рейтинг и темпы прироста ДОЗУ в общей структуре продаж ИС за период с 2013–2019 гг.

Место*

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019 (прогноз)

1

ДОЗУ 32%

ДОЗУ 34%

ДОЗУ 77%

ДОЗУ 39%

18

ДОЗУ –3%

26

ДОЗУ –8%

29

ДОЗУ –1%

*Среди 33 типов ИС, классифицируемых по программе Международной организации статистики торговли полупровод-никовыми приборами (WSTS).


Примечательно, что за последние шесть лет ДОЗУ занимали как верхние, так и нижние позиции рейтинга, что демонстрирует неустойчивость и цикличность данного сектора. После двух лет активного расширения производственных мощностей ведущими производителями ДОЗУ – ​Samsung, SK Hynix и Micron – ​начнется выпуск новых объемов продукции, что снизит дефицитность по ряду позиций, особенно по высокопроизводительным ИС. В то же время отгрузки серверов для крупных ЦОД, которые в значительной мере стимулировали последний всплеск спроса на ДОЗУ, начали замедляться из-за неопределенности экономической и торговой обстановки. Флэш-память NAND-типа в последние два года также демонстрирует высокие темпы прироста продаж (табл. 2). Здесь основными движущими факторами роста продаж являются твердотельные накопители (solid-state drivers, SSD) вычислительных систем, предъявляющие спрос на высокопроизводительную флэш-память с высокой емкостью, а также, по-прежнему, мобильные приборы – ​смартфоны, планшетные ПК и т. д. [4].


Таблица 2

Типы ИС*, демонстрирующие наиболее высокие темпы прироста продаж в 2017–2018 гг.

Место

Темпы роста

2017 г.

2018 г. (оценка)

1

ДОЗУ  77%

ДОЗУ  39%

2

Флэш-память NAND-типа    53%

Автомобильные ИС – ​логика          специального назначения   26%

3

Автомобильные ИС – ​логика             специального назначения            45%

ИС для компьютеров             и периферии – ​логика             специального назначения            18%

4

ИС для промышленной и прочей             электроники – ​логика             специального            назначения    23%

ИС для промышленной и прочей             электроники – ​специализированные           аналоговые ИС         18%

5

ИС для компьютеров             и периферии – ​логика             специального назначения            22%

Флэш-память NAND-типа    18%

*Среди 33 типов ИС, классифицируемых по программе Международной организации статистики торговли полупровод-никовыми приборами (WSTS)

 

ДВИЖУЩИЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ РЫНКОВ ДОЗУ И ФЛЭШ-ПАМЯТИ NAND-ТИПА

Самым важным фактором роста спроса на схемы памяти продолжают оставаться смартфоны. Несмотря на замедление роста поставок смартфонов, объем памяти в средней трубке продолжает увеличиваться.

Еще один фактор роста – ​ЦОДы, большой и быстро развивающийся сегмент рынка, движимый, в свою очередь, несколькими основными тенденциями: мобильность, облачные вычисления, большие данные и Интернет вещей. Здесь спрос на схемы ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа предъявляет как корпоративный сектор, так и фирмы, специализирующиеся на гиперразмерных вычислениях.

Персональные компьютеры по-прежнему остаются крупным потребителем схем памяти. При этом здесь спрос на ДОЗУ постепенно сокращается, так как все большее число поставщиков ПК переходит от традиционных решений на основе жестких дисков (HDD) к твердотельным SSD-накопителям на основе флэш-памяти NAND-типа. Недавнее снижение цен на NAND-флэш ускорило эту тенденцию.

Важную роль в развитии ЦОД начинают играть технологии ИИ и облачные вычисления. Без огромных вычислительных возможностей, предоставляемых ЦОД и ИИ, кардинальное улучшение машинного обучения, наблюдаемое в последние годы, было бы невозможно. Кроме того, ЦОД представляют собой связующее звено для многих проектов развертывания Интернета вещей: без возможностей ЦОД весь потенциал триллиона периферийных устройств не будет реализован. Самое главное, что в последнее десятилетие память стала настоящим узким местом в ЦОДах, например с точки зрения производительности (т. н. «стена памяти», т. е. разрыв между производительностью процессоров и пропускной способностью памяти) – ​из-за этого сейчас большое внимание уделяется перспективным методикам, таким как вычисления в оперативной памяти (in-memory computing).


ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ

На рынке схем памяти по-прежнему остается ряд проблем, и не только технических. С целью снижения удельной стоимости как ДОЗУ, так и флэш-памяти NAND-типа необходимо увеличивать плотность размещения элементов, что позволит формировать на каждой пластине кристаллы ИС с большей емкостью памяти. Здесь есть два ограничения – ​возможности литографии и потери производительности при переходе от планарных к 3D-схемам флэш-памяти NAND-типа. Существует несколько технических решений, позволяющих добиться дальнейших успехов. К ним относится, в частности, последовательное этажирование – ​т. е. этажирование отдельных 3D-NAND-приборов друг на друга с формированием межсоединений и размещением логики снизу или поверх структуры памяти (например, технология CUA корпорации Micron).

С экономической точки зрения остаются риски нарушения баланса спроса и предложения из-за избытка производственных мощностей, особенно с учетом планов КНР по развитию национальной микроэлектроники.

Наиболее вероятно, что в ближайшее время на рынок флэш-памяти NAND-типа выйдет китайская корпорация Yangtze Memory Technologies (YMTC), созданная в августе 2016 г. YMTC обладает собственной технологией 3D-NAND-флэш и построила крупный производственный комплекс в г. Ухань (провинция Хубэй, КНР). YMTC уже представила опытные образцы 32-слойных 3D-NAND-флэш и теперь сосредоточилась на развитии 64-слойных решений – ​перед выходом на рынок с большими объемами товарной продукции. При значительной финансовой поддержке со стороны государственных инвестиционных фондов (как в сфере производства, так и в области НИОКР) YMTC, скорее всего, окажется первой и наиболее успешной из всех заявленных новых китайских фирм –производителей памяти.

Усилия КНР в области схем памяти приведут к тому, что доли всех современных участников этого рынка сократятся. Также очень вероятно, что выход Китая на рынки памяти приведет к избыточному предложению и, следовательно, снижению доходов. Влияние на рынки памяти будет во многом зависеть от того, как поведет себя Китай. Если китайские поставщики будут наращивать производство быстро и агрессивно, это может привести к нескольким годам избыточного предложения и быстрому снижению доходов. Если они будут входить в рынок медленно и методично, то рынок может оставаться относительно сбалансированным, а цены и доходы фактически даже увеличатся.

Что касается Тайваня, то местные корпорации Nanya и Winbond планируют расширить производство ДОЗУ. Micron Technology, изготавливающая на острове большую часть своей продукции и имеющая здесь два завода по обработке пластин, также планирует создать новое производство и увеличить выпуск ДОЗУ.


КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЯ

В последние годы в обновление и создание новых производственных мощностей как в секторе ДОЗУ, так и флэш-памяти NAND-типа были осуществлены значительные инвестиции. В 2018 г. суммарные капиталовложения в этих секторах составят более 40 млрд долл. В 2019-м они, вероятно, уменьшатся на 15–20%, поскольку поставщики реагируют на конъюнктуру рынка по обоим типам схем памяти. В долгосрочной перспективе при переходе на новые технологии и меньшие топологические нормы капиталоемкость увеличится, что приведет в ближайшие годы к увеличению капитальных затрат [1].

 

1. Memory Business: What’s Next? – ​Interview by Yole Développement. i-Micronews, November 28, 2018: https://www.i-micronews.com/memory/12671-memory-business-what-s-next-interview-by-yole-developpement... 

2. DRAM Service – ​Memory Research. i-Micronews, June 2018: https://www.i-micronews.com/report/product/dram-service-memory-research.html 

3. NAND Service – ​Memory Research. i-Micronews, June 2018: https://www.i-micronews.com/report/product/nand-service-memory-research.html 

4. DRAM Growth Tops Industry Ranking in 2018; Outlook Dims for 2019. Solid State Technology. Wafer News, December 18, 2018: https://electroiq.com/2018/12/dram-growth-tops-industry-ranking


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 22(6746) от 11 ноября 2021 г. г.
Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г. г.
Выпуск 13(6737) от 08 июля 2021 г. г.