Gartner：存储器泡沫将于2019年破裂 | 高性能存储的未来
Gartner：存储器泡沫将于2019年破裂
本文转自半导体行业观察，
内容来自韩民族日报
“存储器市场泡沫将于2019年破裂。”
7月12日，信息技术研究与咨询机构Gartner预测称，虽然今年全球半导体销售额首次超过4000亿美元，但到2019年，繁荣景象将会消失。
Gartner研究副总裁安德鲁•诺伍德（Andrew Norwood）推测称，“企业们在储存器市场大量投资，但之后将再次失去这些利润。据推测，随着储存器供应商增加新的供应量，存储器市场泡沫将于2019年破裂。这也意味着三星电子将失去在今年和来年取得的许多收益”。Gartner分析认为，虽然三星电子目前享有商机，但由于半导体行业的特性，后起公司在日后的供应量将会增加，从而导致价格下降，营业利润减少。各企业都在大规模投资半导体行业，因此正在形成供不应求和供过于求的周期循环。
对于今年半导体的超繁荣景象，Norwood副总裁诺伍德表示“储存器的缺乏造成了整个市场的繁荣景象。存储器制造企业提高了动态随机存储器（DRAM）和NAND的价格，同时这些企业的销售额和收益也有所增加。预计最大的存储器厂商三星电子将会成为最大的受益者”。三星电子公布，最近第二季度初步业绩销售额为60万亿韩元，营业利润达14万亿韩元。
Gartner也推测称，2017年全球半导体销售额与去年相比将增长16.8%，达4014亿美元。这将是自2010年后时隔七年再次超过3000亿美元。
1.存储产业迎来一个转折点
随着物联网的兴起和数据中心的新机遇，需求似乎相对确定。但是供应怎么样？更大的密度与持续的技术进步可能吓到了一些人，但常常被人遗忘的是，从平面到3D的初始转换会增加40％的芯片成本，此后每一步推进的过程再从晶圆供应中减去10-15%。
总之，当行业最终将平面晶圆转换为2019年的第3代（在某些情况下是第4代）时，2016年130万wpm的NAND容量将缩小到仅500kwpm。
毫无疑问，NAND行业正在增加3D的容量——镁光和英特尔各自建立了新的3D制造厂，其他供应商也在增加。但问题是，行业纪律一直保持得很好。除此之外，我们面临着平面转换的中断和3D产量的问题，所有这些因素的结合使得2017年NAND比特的增长低于40％的复合年均增长率。
根据预测，排除现在的需求关系（即需求趋势为40-45%的复合年均增长率），行业未来的供应动力应当是以下因素的函数：
（1）晶圆厂设备供应商将更强的蚀刻带来，使得芯片层数在2018年内超越64层。
（2）字符串堆叠（String stacking）在3-4层的堆叠中有效。
（3）3D产量提高到与平面产量相等（90% +），只有老牌厂商在吹嘘这一点。
（4）东芝的收购时间是否严重拖延了Flash Ventures的Fab 6。
如果所有这些因素都圆满解决，那么在2019年或2020年，行业可能处于供过于求的状况。如果问题并未解决，那么45%的需求很有可能压倒超过15-20%的供给量。现实应该在中间的某个地方，所以折中一下，我同意老牌厂商的同伴给出的几率。
无论如何，三星将得到40%的份额，但是镁光和英特尔可以从东芝、西部数据和SK海力士取得更多份额，前提是没有其他变化影响总供给方程。就我个人而言，（正如我所写的），我觉得需求将超过目前的估计，但即使我的乐观预测不成立，情况也是行业的健康牢牢掌握在供应商手中。即使所有的技术推动因素都实现了，对于供应商的稍许约束也将保持行业良好的利润。
2.长江存储的“搅局”
正是在这种普遍积极的背景下，最近传出了长江存储技术（YMTC）大型晶圆厂在2019年投产的新闻。根据Digitimes发布于3月15日的报告，基本上是YMTC公司的总裁兼首席执行官Simon Yang的言论片段。摘要如下：
据Yang所言，YMTC正在从事32层3D NAND闪存芯片的开发，它将在2019年全面生产。该公司旨在到2020年在技术方面赶上世界领先的内存供应商。
那么，你可能会问，YMTC是谁？ 福布斯最近的一篇文章很好地总结了相关的事实：
2014年，中国政府宣布将在2025年投资1500亿美元，将国产集成电路在国内市场中的比重从9％扩大到70％。这促成了中国最大的芯片制造商长江存储技术（YMTC）的成立，7月，它由国有企业清华紫光和XMC共同创立。
大家认为，这显然是一个令人沮丧的报告。一个与该晶圆厂规模相关的坏消息参见http://Simmtester.com
长江存储公司的新存储器半导体制造厂最近在中国湖北省武汉市东湖新技术开发区破土动工。该工厂将建立三个3D NAND生产线，并将于2018年实现量产。该工厂计划到2020年每月生产30万片12英寸晶圆。
所以，如果你接受Yang的观点，那么不仅行业将在2020年面临一个新的竞争对手，其规模大于当前除三星外的所有厂商，而且它拥有与之相称的技术和无限的国有资本引导支持。这怎么可能呢？
尽管中国政府意图在这方面投入巨资是事实，但上述两点只是幻想而已。新闻稿可能轻信了Yang所声称的中国政府为YMTC投入巨资，这完全是一派胡言。让我们考虑一下影响，并用数学计算一下，以便更好地了解这里发生了什么。
首先，请记住，当YMTC与Spansion（即现在的赛普拉斯半导体公司）合作创建3D NAND产品时，它仅有的闪存制造经验是将XMC作为Spansion公司NOR产品的代工厂。YMTC的前身中没有任何机会可以接近当今最先进的、大规模和复杂的3D NAND晶圆。
当然，Yang 是一位半导体技术资深人士，我们当然可以假设他招募到了经验丰富的工作人员，其中一些人很可能来自各种存储器供应商。关键是，他的团队（最终将是成千上万名工作人员）完全没有共同完成大规模生产NAND芯片所需的无数复杂步骤的经验。我们姑且相信他们，因为设备供应商无疑可以为YMTC提供3D存储技术基础方面的教育，但这确实是一条陡峭的学习曲线。
Mark Lepedus今年1月17日在Semiconductor Engineering的一篇文章中如此说道：
但是3D NAND很难制造。据称，YMTC正在开发自己的32层3D NAND器件，但是产量很低。目前还不清楚它是否仍在开发赛普拉斯/ Spansion的3D NAND技术。无论如何，中国将在3D NAND领域奋斗。“看看当前NAND厂商在3D NAND开发领域的竞争，它很可能需要比预期更长的时间（对于YRST制造3D NAND而言）。”Forward Insights的 Wong说。
第二，即使假设它在2019年可以生产出32层产品，它也要面临漫长的客户认证过程，这可能需要六个月或更长时间。
因此，让我们做一个宏大的假设，并同意，中国的第一条生产线与竞争对手一样出色，可以生产经过认证的芯片，并克服学习曲线，32层产品在2020年初达到80-90%的产量，此时的市场会是什么样子？
让我们进一步假设，蚀刻和沉积技术已经克服了当前64层势垒的间距障碍，字符串堆叠限制堆叠数量的问题得到了解决，这样便移除了3D NAND的高性价比的所有障碍。鉴于这些假设，YMTC的竞争对手可能会达到或接近其第4、5代128L工艺的产量。作为成本替代的芯片密度将为9Gb / mm 2的量级，而YMTC的第1代 32L产品的芯片密度将略高于2.25Gb / mm 2。
底线是，行业老牌厂商的芯片售价将低于YMTC产品的一半。但不仅仅是成本问题。由于芯片更小更密，老牌厂商将能够将芯片封装成更小的形式，仍然比YMTC的产品密度更高，这为OEM提供了更多的价值，使客户能够创造出更大、更低密度芯片所无法实现的创新终端产品。请思考中国的智能手机OEM厂商，例如小米。
YMTC如何才能克服这些巨大的缺点，即使它可以设法生产出好产品，但这在2020年内能保证吗？
3.会引起存储贸易战吗？
那么中国呢？这一努力是否会演变成一场破坏性的贸易战？在这样做的同时，夺下当前中国市场的60％全球需求么？不，这不会发生，有两个主要原因。
首先，中国可以并将建立重要的国内技术厂商能力（以物联网器件为中心），这将需要一流的存储器。毕竟，这是不可替代的。但第二，最重要的是，因为存储器供应商市场不是现在，并不限于非中国企业。它仅限于具有知识产权（IP）的公司。
再次感觉到，存储器的问题是IP。中国不会轻易得到NAND IP，但他们可以用其他类型的存储器创造自己的未来。他们可以创建自己的IP。中国需要投资下一代存储器研发，并专注于商业化。如果杨先生在中国NAND的血雨腥风之后仍然执掌YMTC，那么他应该能够说服他的政府承认这个简单的事实。
让我们结束吧。存储器投资者需要考虑的原因是多方面的，有几个不错的理由值得关注。中国不是其中之一。最终，存储器行业的寡头们为了生存和繁荣会表现出足够的偏执。Yang先生可能是一个大胆的飞行员，但他不会在存储器领域生存很长时间成为一名老飞行员。
高性能存储的未来
来源：人工智能和大数据
作者： Gartner
过去十二个月里，有关存储技术最新进展的宣传报道一直甚嚣尘上，其中包括新型非易失性存储器（如：三星[Samsung]的Z-NAND以及英特尔[Intel]和镁光科技[Micron]的3D Xpoint）。非易失性存储器标准（NVMe）等新型接口和更现代化的软件也正日益普及，力图减少因过去30年内CPU发展所导致的数据中心IT基础架构不平衡。这些接口可以实现应用程序的低延迟和高性能数据存取，尤其是对于SQL/ NoSQL数据、高性能计算工作负载和大数据应用。
这些创新有望弥合数据中心计算与存储之间的性能差距，但企业需要对围绕这些新技术的宣传炒作保持谨慎。这种未经验证、快速演进的市场变化虽然可以带来好处，但也会为负责IT基础架构规划的管理者带来诸多不确定性。
并行存取的计算与存储之间的更快接口可以降低存储器存取延迟，但这也可能需要企业追加大量的额外投资或开展大规模升级，反而会打破企业IT的更新周期。因此，在将该技术投入生产之前，企业需从供应商处寻求相关保障，以保护投资。
这些技术的累积效应具有深远潜力；但是，它们目前尚在初期阶段。在其潜在收益之外，技术的不成熟和对技术的部署缺乏验证也需要被仔细考量。
实现存储器级内存
为了打造存储器级内存，许多新兴存储技术已经尽力将高性能、成本效益密度与非易失性的持续性结合起来。这一类技术的读写性能更接近动态随机存取存储器（服务器存储），但是它们具有持续性，即在断 49 31239 49 15289 0 0 2153 0 0:00:14 0:00:07 0:00:07 3623电时也能存储信息。目前大部分存储技术无法实现这一点。以上每种技术的成熟期都会比最初的预期更长。
目前的挑战是通过引入新层次的存储级内存将动态随机存取存储器和NAND闪存（性能存储）市场的技术和大量级生产规模相结合，从而将两者的属性融合在一起，以期提供一种可扩展的持久存储器技术——该技术可以以每千兆字节几美元的价格实现更接近CPU的访问速度。
软件必须更加轻量化
存储器级内存与高速接口正取得显著进展，其延迟仅数十微秒。但是，在充分利用接口创新功能方面，传统存储软件栈由于其对串行设备的优化，仍是一个限制因素。
传统存储软件针对多线程采用了低效率的锁定机制，降低了其大规模处理并行输入、输出任务的能力。此外，它还增加了级别更高的复杂抽象层，例如在区块与页面而非字节级别处理数据。
为了让存储器级内存应用有效地发挥作用，存储软件必须变得更轻量、开销更低并以更佳的读写速度进行并行存取优化。支持存储器级内存的操作系统、管理程序以及存储软件尚处于演化的初期阶段，市场化进程缓慢。Gartner预计，这些创新技术还需要两年多时间才能发挥其全部潜力。
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