咨询热线

400-007-6266

010-86223221

全球NAND闪存行业下游需求规模持续扩大 3D、4D NAND为技术主流发展趋势

1、NAND闪存概述

NAND闪存是一种通过在氮化硅的内部补集点捕获电子或空穴来存储信息的设备。在这种设备中,工作区和栅极间会留有通道供电流通过硅晶片表面,而根据浮置栅极中存储的电荷类型,便可进行存储编程(“1”)和擦除(“0”)信息的操作。同时,在一个单元内存储1个比特的操作被称为单层单元(SLC)。氮化硅内部捕获的电子数量与单元晶体管的阈值电压成正比,因此,当俘获大量电子时,即实现了高阈值电压;捕获少量电子会造成低阈值电压。

根据存储方式的不同,NAND Flash又可分为SLC、MLC、TLC和QLC,对应存储单元分别可存放 1、2、3和4bit的数据,存储密度越大,其寿命越短且速度越慢,但容量越大成本越低。以SLC和QLC为例,SLC相对于其他类型NAND闪存颗粒单位容量成本更高,但其数据保存时间更长、读取速度更快,反之,QLC拥有较高的存储密度且更低的成本,但是其寿命短、读取速度慢,目前NAND Flash主要以TLC为主。因此,重要的是,首先要根据NAND闪存的应用领域决定是否优先考虑信息量,性能和寿命,然后选择适当的编程方法。

NAND闪存编程类型

类型

单元存储量

单元擦/写寿命

SLC

1bit/cell

10万次

MLC

2bit/cell

3000-10000

TLC

3bit/cell

500

QLC

4bit/cell

150

资料来源:观研天下整理

2、NAND闪存下游市场需求以手机端为主

目前,NAND Flash存储芯片主要应用于智能手机市场的嵌入式存储产品、计算机的消费级SSD及服务器市场的企业级SSD产品为主,企业级SSD市场需求逐步扩张。在NAND存储芯片下游应用份额占比中,2022年,智能手机占比达34%、cSSD市场份额占比22%,存储卡/盘占比9%。

目前,NAND Flash存储芯片主要应用于智能手机市场的嵌入式存储产品、计算机的消费级SSD及服务器市场的企业级SSD产品为主,企业级SSD市场需求逐步扩张。在NAND存储芯片下游应用份额占比中,2022年,智能手机占比达34%、cSSD市场份额占比22%,存储卡/盘占比9%。

数据来源:观研天下整理

3、ChatGPT面世引爆AI热潮,将大量催生NAND闪存需求

GPT-3采用大规模预训练模型,需要大量的数据对模型进行训练和调优,其预训练数据量达45Tb,参数量达1750亿个,而GPT-4作为多模态模型,训练数据量将远超于GPT3,将进一步催生对数据存储的需求。而ChatGPT面世引爆AI热潮,AI服务器存储需求量是传统服务器数倍。根据数据,AI服务器的DRAM需求量是常规服务器的8倍,NAND需求量是常规服务器3倍。

GPT-3采用大规模预训练模型,需要大量的数据对模型进行训练和调优,其预训练数据量达45Tb,参数量达1750亿个,而GPT-4作为多模态模型,训练数据量将远超于GPT3,将进一步催生对数据存储的需求。而ChatGPT面世引爆AI热潮,AI服务器存储需求量是传统服务器数倍。根据数据,AI服务器的DRAM需求量是常规服务器的8倍,NAND需求量是常规服务器3倍。

数据来源:观研天下整理

4、智能手机处于存量替换阶段,配置持续升级,带动存储需求位元增加

目前,智能手机处于存量替换阶段,受库存调整、经济下行等因素影响需求持续低迷。根据数据,2023年第一季度,全球智能手机出货量达2.8亿部,同比下降14%,但高端智能手机(售价600美元以上)实现逆势增长,同比增长1%。

而随着5G手机渗透率持续提升,AI、4K视频录制、多任务处理等需求随之增加,同时摄像功能逐渐各大厂商重点发力点,导致单个照片/影片内存占比持续增加,对手机存储的单机搭载容量和性能提出更高要求,带动存储需求位元增加。

而随着5G手机渗透率持续提升,AI、4K视频录制、多任务处理等需求随之增加,同时摄像功能逐渐各大厂商重点发力点,导致单个照片/影片内存占比持续增加,对手机存储的单机搭载容量和性能提出更高要求,带动存储需求位元增加。

数据来源:观研天下整理

5、PC需求持续走弱,存储需求增量主要来自单机搭载量提升

近两年,由于库存调整导致C需求持续走弱,考虑到市场对Chromebook和Windows11更新换机需求,预计2024年PC市场前景有望改善。根据数据,2020年PC NAND Flash容量为450Gb,预计2026年将超过1000Gb,2020-2026年CAGR为15%。

近两年,由于库存调整导致C需求持续走弱,考虑到市场对Chromebook和Windows11更新换机需求,预计2024年PC市场前景有望改善。根据数据,2020年PC NAND Flash容量为450Gb,预计2026年将超过1000Gb,2020-2026年CAGR为15%。

数据来源:观研天下整理

6、3D、4D NAND为NAND技术未来主流发展趋势

根据观研报告网发布的《中国NAND闪存行业发展趋势研究与投资前景分析报告(2023-2030年)》显示,长期来看,目前,2D NAND已经接近其缩放极限,很难实现进一步扩展。3D NAND主要通过在垂直堆栈中将多组存储单元进行相互层叠,以实现存储容量增加的目的,堆叠层数越高则意味着容量就越高,3D NAND技术可支持在更小的空间内容纳更高存储容量,进而带来成本节约、能耗降低及大幅的性能提升。

2016-20233D NAND闪存技术路径及主要参数

年份

2016-2017

2018-2019

2020-2021

2022-2023

3D 代际

L48

L64

L96

L128

L256

L512

单芯片容量

256-512G6

512GB-1TB

512GB-2TB

1-3TB

2-6TB

4-12TB

Hole CD

65-100

65-100

65-100

65-100

65-100

65-100

SLit Pitch

4

4

4-8

8

8

8

Vertical Pitch

50-70nm

40-60nm

40-60nm

40-50nm

40-50rm

40-50nm

BL CD

20

20

20-40

-40

-40

-40

多重堆叠

2-4

4-8

资料来源:观研天下整理

2007年东芝(现在的铠侠)提出3D NAND结构的技术理念,2014年三星推出业界首个3D V-NAND产品,垂直方向堆叠3D NAND层数已经成为各大NAND厂商竞争的主要方向。2022年美光实现232层NAND闪存产品的出货,三星宣布开始量产236层3D NAND闪存芯片。而在国内方面,长江存储在NAND领域取得不断突破,2020年成功研发128层3D NAND闪存产品,持续缩短与海外巨头之间的差距。

为进一步提高存储容量,SK海力士推出4D NAND技术,并且在2022年宣布成功研发全球首款业界最高层数的238层4D NAND闪存。4D NAND技术主要通过在3D NAND中利用单元下外围(PUC)技术,在单元下方形成外围电路,减少外围电路所占面积,从而实现容量的增加和成本的降低。(WYD)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

NAS(网络附属存储)行业加速破圈 价格下探促消费级市场渗透 AI NAS将重塑竞争格局

NAS(网络附属存储)行业加速破圈 价格下探促消费级市场渗透 AI NAS将重塑竞争格局

根据数据,2020-2024年全球消费级NAS设备市场规模由1.7亿美元增长至5.4亿美元,期间CAGR达33.5%; 2025-2029年全球消费级 NAS设备市场规模将由7.7亿美元增长至26.8亿美元,期间CAGR达36.6%。

2026年03月17日
晶圆产能扩张与技术演进双轮驱动 我国CMP抛光垫行业市场规模持续扩容

晶圆产能扩张与技术演进双轮驱动 我国CMP抛光垫行业市场规模持续扩容

直接体现在市场规模上,中国CMP抛光垫市场规模已从2020年的约10亿元增长至2024年的约23亿元,并预计在2025年扩容至29亿元左右。这一增长的根本来源,就是日益增多的晶圆加工对抛光垫产生的巨大消耗需求。

2026年03月17日
我国CMP抛光液行业市场分析:产能扩张驱动需求 国产替代迎来破局

我国CMP抛光液行业市场分析:产能扩张驱动需求 国产替代迎来破局

根据工艺步骤不同,CMP抛光液分为铜及铜阻挡层抛光液、钨抛光液、层间介质抛光液、浅槽隔离抛光液、以及用于新材料新工艺的抛光液新产品。其中铜及铜阻挡层工艺的CMP抛光液约占总市场规模的45%。

2026年03月16日
全球吸波材料行业分析:5G/6G与新能源汽车双轮驱动 市场步入快车道

全球吸波材料行业分析:5G/6G与新能源汽车双轮驱动 市场步入快车道

近年来,在通信技术普及、新能源汽车产业爆发增长等因素驱动下,全球吸波材料市场规模近年来保持稳定增长。根据数据,2024年全球电磁波吸收材料市场规模约为90.2亿美元,预计到2033年将达到199.2亿美元,在预测期内的复合年增长率约为9.2%。其中,亚太地区是全球吸波材料市场增长最快的区域,尤其是中国。

2026年03月16日
AI算力狂飙下的光模块市场:中国企业崛起 市场话语权持续提升

AI算力狂飙下的光模块市场:中国企业崛起 市场话语权持续提升

近年来,受益于对高速数据传输、人工智能、云计算及5G等数据密集型应用的需求,全球光模块市场规模不断增长。数据显示,2020-2024年全球光模块市场规模(按销售收入计,下同)从775亿元增长至1267亿元,期间的复合年增长率(CAGR)约13.1%。预计至2029年,全球光模块市场规模将达到2954亿元。

2026年03月13日
多领域需求释放我国光谱仪行业发展潜力 高端化与智能化并行

多领域需求释放我国光谱仪行业发展潜力 高端化与智能化并行

数据显示,2020年至2023年我国食品安全检测市场规模由926.8亿元增长至1355亿元,预计到2027年将达到1996亿元,2023年至2027年年均复合增长率达10.17%。作为食品安全检测的重要分析仪器,光谱仪行业也将持续受益于食品安全检测市场的不断扩容。

2026年03月13日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部