NAND、NOR之爭,閃存市場何去何從

據一些調查報告顯示，NAND型閃存市場將持續擴張，預計今年整體閃存市場增長率將達到42%， 2005年也會不低于23%。而且在2005年底之前并不會出現供給過剩的狀況。這種預期主要來自于兩方面的動力：其一，NAND型閃存用在數碼相機閃存卡和MP3播放器上，這是兩個迅速增長的市場。NOR型閃存則用于手機和機頂盒的信息儲存，該市場的發展速度低于前者。其二，傳統上NOR型閃存芯片所統治的移動電話領域，因為最新標準的2.5G和3G手機逐漸改變了對內存的要求，從而使得NAND型閃存成為該領域的新選擇。

ST看好前景 進軍NAND
NOR和NAND閃存器件采用不同的存儲陣列體系結構，從而產生了完全不同的應用優勢。NAND存儲單元要比NOR存儲單元小約40％，可以轉化成更低的成本-位比。而且，NAND器件是專門為順序存取優化的，即大量的數據通常是從順序地址的內存讀取的，類似于回放一個錄像帶。但在另一方面，因為隨機存取時間更加快速，NOR體系結構更加適合直接執行程序代碼。從歷史上看，NOR器件在閃存市場占主導地位,不過，目前NAND閃存市場正在快速增長，特別是在移動多媒體功能需求的推動下，例如流式電視剪接——NAND閃存最適合的數據種類，使得NAND閃存市場的增長更加迅猛。許多半導體廠商看好這一商機,紛紛加入NAND陣營。正如意法半導體閃存分公司總經理Mario Licciardello所說：“現在是我們擴大NAND閃存產品組合以滿足快速增長的低成本、高密度存儲需求的時候了。具有成本效益的NAND閃存，支持在手機、PDA、MP3唱機和類似移動設備上存儲圖像、音樂文件和其他多媒體數據的需求，是消費市場復蘇的一個關鍵因素。”
近期該公司宣布進入NAND市場,開始量產1000MB和512MB NAND閃存產品。這兩款產品首次出現在意法半導體閃存產品系列內， NAND1G 和 NAND512 M分別具有1.8V和 3V兩種產品規格。 
新興的多媒體系統產品是擴大NAND閃存需求的主要動力。目前NOR閃存的最大容量只有128Mb，而NAND可達到幾個Gbit，因此NAND閃存能夠滿足大容量、小尺寸的產品的大容量數據存儲需求，如用于數碼相機、MP3播放器、個人數字助理（PDA）和第三代手機的可拆卸海量存儲器，而這些主要應用領域在2004年可望有顯著增長。ST的NAND1G 和 NAND512都具有很大的數據吞吐量 — 這是海量存儲應用的主要特點，以及便攜式設備所需的高密度、高速擦寫和低功耗特性。為滿足兩個主要市場的需求，這兩款產品都有兩種工作電源規格，分別是3.0V電壓下的NAND01GW3A和 NAND512W3A，以及1.8V電壓下的NAND01GR3A和 NAND512R3A。
同時，該公司還與現代半導體達成一份合作開發NAND閃存的協議，據該協議，兩家公司將共同銷售合作開發的NAND閃存產品。第一個NAND閃存器件的開發將基于ST經過證明的閃存設計技術和現代的SDRAM工藝專業設計技術和批量制造能力。現代半導體正在銷售基于120nm生產工藝的512MB閃存芯片、采用90nm工藝的1GB閃存芯片，并且將在今年第4季度生產2GB閃存芯片。

東芝工藝、產能雙管齊下
東芝預計，今后三年內市場對NAND閃存的需求將每年遞增30%。根據iSuppli公司的一份報告，這一強勁的市場需求已將東芝公司的排名從行業第四名推到去年的第二名，僅次于三星電子公司。為鞏固自己的優勢，近期東芝推出半導體行業第一種4GB單芯片多級單元NAND閃存。同時還宣布推出8GB閃存IC (TH58NVG3D4BFT00)。該IC采用90nm處理技術將兩個4GB閃存堆疊在同一個封裝中，其容量是東芝目前最大的單芯片 NAND 閃存的兩倍，將使能支持各種應用的更高容量的閃存卡成為現實。同時，東芝還計劃在2004年第三季度推出一款16GB NAND 閃存集成電路樣品。這種集成電路將在單個封裝中堆疊4個4GB NAND 閃存。此外，在產能方面，近期東芝在其Fab 3新工廠的奠基儀式上宣布希望該300mm NAND閃存工廠的最終產能比原計劃增加1.5倍，達到每月37,500片晶圓左右。該新工廠將成為東芝與SanDisk公司合資企業的NAND閃存生產基地。兩公司表示，對NAND閃存的強勁需求促使合資雙方修改其最初的產能計劃。

Intel奮起反擊 力保NOR陣營優勢
除了價格因素，NAND最大的優點還在于它不但能使用在程序代碼儲存，還能使用在數據代碼儲存（data storage），兩種存儲方式的相互轉換在NAND型閃存上也更容易進行。但是載入時延時和耗能的缺點，也使得其競爭力大打折扣。市場分析公司iSuppli相信，NAND的價格優勢和性能缺點使得它將在這個領域與NOR各占一定市場分額。同時，iSuppli預測在2002~2007年間，NAND的銷售額按40％的復合年增長率上升，NOR型閃存仍然備受威脅。
去年Intel公司在閃存市場上首次從第1位滑落到第4位。即使在NOR閃存市場，當AMD和富士通公司合并閃存部門后，Intel甚至也不保了第一的位置。為重新奪回市場，Intel 將開始生產基于90nm生產技術的芯片，以降低成本。同時，該公司為收復失地正在擴大NOR用戶，除了針對移動電話制造商，該公司還正努力開發網絡設備和PC 制造商的業務。Intel行銷主管Peter Van Deventer說，“芯片封裝將在擴張行動中起關鍵性作用。在Intel的多芯片封裝過程中，通過Tessera公司的設計Intel 能在單個芯片包內插入4塊存儲芯片。”據了解，該公司將推出一種NOR芯片，可與儲存16到32位數據的NAND芯片相媲美。同時，Intel 將開發一項技術制造價格更低的數據存儲芯片。為贏得更多的閃存市場份額，Intel公司預計2006年的閃存產量將增加到目前的10倍。公司閃存產品部門副總裁Tom Lacey稱：“目前，Intel的無線閃存解決方案是全球性能最高的無線應用方案。它具有四個創新性特征：1.8伏低壓運行、直接執行代碼、完善的制造程序，以及對偶碼和數據雙存儲。”
　
三星龍頭使壓 抬高門檻
面對里外夾擊，全球最大的NAND閃存廠商三星電子公司正積極應對。三星電子美國公司負責內存銷售和市場營銷的副總裁Tom Quinn表示，三星電子近期推出了基于90nm工藝的2GB NAND閃存芯片，并且計劃在今年把產量提高一倍。 同時該公司還計劃今年下半年把NAND閃存價格下調30％，以便提高新的廠商進入閃存市場的門檻。這個降價策略將影響全球市場的現貨價格。
隨著3G的漸行漸近，存儲容量需求的日益增加，盡管有些半導體廠商試圖通過給手機增加硬盤，來使手機擺脫一些功能的限制，并使手機的各種潛在功能得到完全發揮。但正如市場調查公司IDC分析師AlexSlawsby所說：“開發成本、硬盤體積、耗能高等問題將成為關鍵性因素。因此從近期看，閃存芯片仍然將是高端手機的主流選擇。”可是，由于新廠商大量涌進，各巨頭加快實施大批量生產的計劃，這個看似很大的市場將變得非常擁擠。
而且，近期有消息傳出ST在開發新型的最終可能會取代閃存的電子存儲器中取得重大進步。這種新的技術叫做換相存儲器(PCM)，該新技術具有更快的讀寫速度、更高的耐用性，以及向單個存儲地址寫入的能力，其潛在性能優于閃存。最重要的是，這項技術的內在靈活性高于目前正在應用中的其它任何非易失性存儲器技術。盡管該技術也遇到了主要的瓶頸—降低工作電流，但是其潛在的優勢，或許對本來就很激烈的傳統閃存市場來說又多了一層壓力。■