據(jù)digitimes今日?qǐng)?bào)道，東芝近期驚傳日本晶圓廠(chǎng)緊急停工數(shù)周，損失近10萬(wàn)片的NAND Flash產(chǎn)能。中央社則報(bào)道稱(chēng)，市場(chǎng)傳出東芝近期因轉(zhuǎn)換新制程導(dǎo)致部分晶圓報(bào)廢，恐將使得第4季儲(chǔ)存型閃存（NAND Flash）缺貨情況更加嚴(yán)重。

dongzhi2

臺(tái)媒《電腦設(shè)備》表示，東芝的合作伙伴群聯(lián)指出，有關(guān)東芝近期因轉(zhuǎn)換新制程導(dǎo)致部分晶圓報(bào)廢一事，群聯(lián)早已掌握所有狀況，亦已備好充裕庫(kù)存，足以因應(yīng)長(zhǎng)期合作客戶(hù)需求，也早已準(zhǔn)備好啟動(dòng)緊急備貨機(jī)制，所以此事對(duì)群聯(lián)的營(yíng)運(yùn)將不造成影響。

群聯(lián)指出，東芝晶圓供應(yīng)更為吃緊已發(fā)生一段時(shí)間。東芝是群聯(lián)的重要奧援，雙方合作關(guān)系緊密，在市場(chǎng)供不應(yīng)求的情形下群聯(lián)一般能獲得相對(duì)多的貨源支持。

事實(shí)上，上周業(yè)內(nèi)已有此傳聞。

10月13日，CINNO報(bào)道稱(chēng)，根據(jù)CINNO Research從內(nèi)存供應(yīng)鏈業(yè)者所掌握到的最新消息，九月底發(fā)生東芝與西數(shù)在四日市市的NAND Flash合資廠(chǎng)因晶圓制造流程出現(xiàn)瑕疵以至于出現(xiàn)大批量晶圓報(bào)廢的現(xiàn)象。

據(jù)CINNO估計(jì)，受沖擊的產(chǎn)線(xiàn)大部分集中在最新的3D-NAND Flash以及少部份的15nm 2D-NAND產(chǎn)能，影響兩間公司合計(jì)約8-9萬(wàn)片的12吋產(chǎn)能，因此預(yù)期10月以及11月的產(chǎn)能供給將出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象，12月后的情況將視復(fù)工運(yùn)作的情況以及3D-NAND Flash良率的進(jìn)展而定。

不過(guò)，集邦咨詢(xún)TrendForce旗下半導(dǎo)體研究中心DRAMeXchange上周在進(jìn)一步調(diào)查后表示，東芝確實(shí)在產(chǎn)線(xiàn)上遭遇到一些問(wèn)題，并致使整體產(chǎn)出的可用良率下降，但影響程度并不如外界所傳嚴(yán)重，工廠(chǎng)產(chǎn)線(xiàn)亦未停擺。

今日，國(guó)際電子商情記者詢(xún)問(wèn)中國(guó)閃存市場(chǎng)網(wǎng)相關(guān)人士，他表示從獲得的信息來(lái)看這個(gè)事件對(duì)市場(chǎng)沒(méi)有大的影響。

據(jù)了解，東芝一間工廠(chǎng)的月產(chǎn)能約為10萬(wàn)片，如若真的損失近10萬(wàn)片晶圓，相當(dāng)于損失的是其一間工廠(chǎng)一個(gè)月的產(chǎn)能。

目前東芝對(duì)此事沒(méi)有做出任何表態(tài)。

對(duì)于停工的具體原因，目前尚未有確切說(shuō)法，根據(jù)多家媒體報(bào)道，更多的說(shuō)法傾向于晶圓制造流程出現(xiàn)問(wèn)題。

此前就有媒體報(bào)道，2017年在非三星陣營(yíng)3D-NAND制程轉(zhuǎn)換不順的影響下，3D-NAND產(chǎn)出占NANDFlash整體產(chǎn)業(yè)比重約50%。

dongzhi3

從NANDFlash的供給面來(lái)看，因?yàn)镹AND制程從2D轉(zhuǎn)進(jìn)3D不如預(yù)期，導(dǎo)致2017年非三星陣營(yíng)的新增產(chǎn)能沒(méi)有百分之百完善利用，再加上轉(zhuǎn)換期間所帶來(lái)的產(chǎn)能損失，讓2017年市場(chǎng)呈現(xiàn)整體供不應(yīng)求的狀態(tài)。

從各廠(chǎng)制程進(jìn)度來(lái)看，三星64層3D NAND自今年第三季已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入量產(chǎn)階段且今年第四季3D產(chǎn)能比重將突破50%，明年將提升到60-70%水平。

SK海力士今年第四季3D NAND產(chǎn)能占比約為總產(chǎn)能的20-30%水平，以48層3D NAND為主，但明年將會(huì)專(zhuān)注于擴(kuò)充72層3D-NAND產(chǎn)能，3D NAND產(chǎn)能比重在2018年第四季也會(huì)來(lái)到40-50%。

東芝/西數(shù)陣營(yíng)今年上半年主流制程為48層3D NAND，預(yù)期今年第四季3D-NAND的占比將會(huì)占東芝/西數(shù)陣營(yíng)整體產(chǎn)能約30%水平，2018年第四季目標(biāo)突破50%。

據(jù)供應(yīng)鏈透露，近期NAND Flash市場(chǎng)其實(shí)原本已有供貨稍微紓解的現(xiàn)象，如今再傳出原廠(chǎng)生產(chǎn)變量，外界擔(dān)憂(yōu)市場(chǎng)供需將再度趨緊，第4季可能又是缺貨的情況，價(jià)格漲勢(shì)難以和緩。

據(jù)中國(guó)閃存市場(chǎng)ChinaFlashMarket報(bào)價(jià)，NAND Flash每GB的價(jià)格從2016年的0.12美金一路上漲至0.3美金，主流的eMMC價(jià)格上漲60%以上。目前，3D NAND產(chǎn)能雖然在逐漸增加，但仍不能完全解決缺貨問(wèn)題，預(yù)計(jì)部分市場(chǎng)供貨緊張將持續(xù)到年底。

CINNO Research副總經(jīng)理?xiàng)钗牡么饲罢J(rèn)為，雖然第四季各項(xiàng)NAND Flash相關(guān)合約價(jià)格多在此一突發(fā)事件前談妥，對(duì)于短線(xiàn)各大智能型手機(jī)OEM的價(jià)格波動(dòng)影響不大，然而最大的隱憂(yōu)在于日前蘋(píng)果調(diào)升了對(duì)于iPhone8 Plus的需求，再加上iPhone X需求蓄勢(shì)待發(fā)，購(gòu)機(jī)需求將從今年第四季延伸至明年第一季。在蘋(píng)果迫切鞏固貨源的強(qiáng)勢(shì)手段下，供貨商勢(shì)必得以滿(mǎn)足蘋(píng)果供應(yīng)為優(yōu)先指導(dǎo)方針，因此供貨排擠的效應(yīng)勢(shì)預(yù)計(jì)也將從11月開(kāi)始發(fā)酵，對(duì)于目前供貨吃緊的渠道市場(chǎng)將更為嚴(yán)峻。

在綜合考慮3D NAND Flash良率提升速度以及此一突發(fā)事件的影響，CINNO認(rèn)為從今年初以來(lái)供不應(yīng)求的NAND Flash市況有很大的機(jī)率將延伸至明年第一季。

2018年3D NAND產(chǎn)出占比將突破70%大關(guān)

2013年三星發(fā)售全球首款3D NAND設(shè)備，在IC（集成電路）業(yè)界達(dá)到了一個(gè)里程碑。

3D NAND技術(shù)與現(xiàn)有的2D NAND（納米制程技術(shù)）截然不同，2D NAND是平面化的結(jié)構(gòu)，而3D V-NAND是立體結(jié)構(gòu)。3D NAND的立體結(jié)構(gòu)是使用3D存儲(chǔ)單元陣列來(lái)提高現(xiàn)有工藝制程下的單元密度和數(shù)據(jù)容量，以垂直半導(dǎo)體通道的方式排列，多層環(huán)繞式柵極(GAA)結(jié)構(gòu)形成多電柵級(jí)存儲(chǔ)器單元晶體管，可以有效降低堆棧間的干擾，使用3D NAND技術(shù)應(yīng)用將不僅使產(chǎn)品性能至少提升20%，而且功耗可以降低40%以上。

此外，3D NAND的好處自然就是能夠比現(xiàn)在的閃存提供功能大的存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)密度可以達(dá)到現(xiàn)有閃存的三倍以上，3D技術(shù)若采用32層堆疊NAND Flash Die容量達(dá)128Gb，與主流2D 1y/1znm 128Gb相比缺乏成本競(jìng)爭(zhēng)力。采用48層堆疊則可將NAND Flash Die容量提升至256Gb，突破2D NAND 128Gb容量，且較32層3D NAND更有成本和性能優(yōu)勢(shì)，這也是驅(qū)使Flash原廠(chǎng)在2016年擴(kuò)大48層量產(chǎn)或加快導(dǎo)入步伐的主要原因，使得2D技術(shù)向3D 技術(shù)切換點(diǎn)恰好擁有最佳的成本效益，同時(shí)結(jié)合這樣的技術(shù)應(yīng)用在未來(lái)甚至可以做出10TB以上的2.5寸SSD固態(tài)硬盤(pán)。

另外還有一個(gè)重要特性，就是每單位容量成本將會(huì)比現(xiàn)有技術(shù)更低，而且因?yàn)闊o(wú)需再通過(guò)升級(jí)制程工藝、縮小cell單元以增加容量密度，可靠性和性能會(huì)更好，因?yàn)?D NAND是不再追求縮小Cell單元，而是通過(guò)3D堆疊技術(shù)封裝更多Cell單元，并且還可以使用技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的舊有工藝來(lái)生產(chǎn)3D NAND芯片，而使用舊工藝的好處正是P/E擦寫(xiě)次數(shù)大幅提升，而且電荷干擾的情況也因?yàn)槭褂门f工藝而大幅減少。

三星電子是最早宣布采用垂直堆疊3D V-NAND制程的制造商。2013年8月，三星宣布以現(xiàn)有廠(chǎng)房量產(chǎn)3D V-NAND，制程35nm，可以堆疊24層，容量可達(dá)128Gb V-NAND，到2015年24nm 3D 36層容量將達(dá)到1Tb。2016年開(kāi)始將3D NAND應(yīng)用延伸到嵌入式產(chǎn)品UFS 2.0中。

美光、SK海力士等也均宣布將在2016年推出基于3D NAND的SSD，英特爾更是研發(fā)先進(jìn)的3D Xpoint技術(shù)，在2016年推出搭載3D Xpoint NAND的Optane系列SSD新品。

東芝在2016年春季開(kāi)始量產(chǎn)48層3D NAND，緊接著7月15日在它的三重縣四日市的半導(dǎo)體二廠(chǎng)中舉行啟動(dòng)儀式，今年2月，東芝宣布推出新一代基于64層3D NAND技術(shù)的basicBiCS FLASH 3D閃存。

東芝在3D NAND閃存方面的決心很大,計(jì)劃2017年它的3D NAND占它的NAND出貨量的50%,至2018財(cái)年增加到占80%。

2018年隨著SK海力士、東芝/西數(shù)、美光/英特爾陣營(yíng)的3D-NAND比重都將提升的情況下，2018年3D-NAND的產(chǎn)出占比將突破70%大關(guān)。

3DNAND制造關(guān)鍵工藝

3DNAND制造中的關(guān)鍵工藝如下圖所示：

dongzhi

3D NAND的制造工藝十分復(fù)雜，以下把關(guān)鍵部分列出：

• High aspect ratio trenches 高深寬比的溝開(kāi)挖

• No doping on source or drain 在源與漏中不摻雜

• Perfectly parallel walls 完全平行的側(cè)壁

• Tens of stairsteps 眾多級(jí)的樓梯(臺(tái)階)

• Uniform layer across wafer 在整個(gè)硅片面上均勻的淀積層

• Single-Litho stairstep 一步光刻樓梯成形

• Hard mask etching 硬掩模付蝕

• Processing inside of hole 通孔工藝

• Deposition on hole sides 孔內(nèi)壁淀積工藝

• Polysilicon channels 多晶硅溝道

• Charge trap storage 電荷俘獲型存儲(chǔ)

• Etch through varying materials 各種不同材料的付蝕

• Deposition of tens of layers 淀積眾多層材料