太强了！国际大厂3D NAND明年将达176层，国产QLC跻身第一梯队！

电子发烧友网报道（文/李弯弯）在半导体行业的存储芯片细分领域，最常被提到的是NAND Flash、NOR Flash、DRAM，其中NAND Flash约占存储细分领域的44%。

今年8月，IC Insights在一份报告中预测到，NAND 今年有望成为第二大IC市场，销售额达560亿美元，增长27%，在33种IC产品类别中，增长最为强劲。

NAND Flash在智能手机中的eMMC、UFS，以及消费级SSD和企业级SSD中都会用到，应用领域主要包括数据中心、消费电子、移动通信、汽车及工业领域。

近几年，NAND Flash在3D 堆叠和QLC技术上发展迅速，当前100层+3D NAND和QLC被认为是最新技术，不少厂商已经突破100层+，并且正在向更高层数推进，也有很多厂商已经推出几代QLC NAND，并在SSD中规模应用。

176层3D NAND预计明年4月量产

从全球范围来看，NAND Flash厂商主要有三星、铠侠、美光、英特尔、西部数据、SK海力士，以及中国台湾地区的旺宏，以及国内的长江存储、兆易创新、东芯半导体、北京君正（收购北京矽成）、南京扬贺扬微电子。

目前三星、铠侠、美光、英特尔、西部数据、SK海力士、长江存储已经推出或量产3D NAND产品。128层是目前已经量产的最高层数，三星、SK海力士已经实现量产。

美光公司在今年二季度财报电话会议中表示，公司即将开始基于全新 RG 架构的第四代 3D NAND 存储器（128层）的量产工作，按计划将于2020 Q3 开始生产，Q4 向客户发货。

值得关注的是，国产领先NAND Flash厂商长江存储也已于今年4月份发布128层3D NAND产品，并将于今年年底或明年年初量产128层3D NAND。

与2D NAND 相比，3D NAND 能够实现更高的容量和性能、更低的功耗和成本，因此提高3D NAND 层数，产品的容量和性能将更高，这也是为什么众多厂商都在积极研发和推出更高层数的3D NAND产品。

除了已经量产的128层3D NAND，英特尔预计将在今年年底实现更高层数144层产品的量产，另外三星正在开发176层第七代V-NAND，计划明年4月实现量产，SK 海力士也正在进行176层3D NAND的研发。

QLC SSD未来市场增量将非常可观

NAND可分为SLC、MLC、TLC、QLC，QLC是继SLC、MLC、TLC之后3D NAND的又一新技术形态，具有大容量、高密度等特点，适合于读取密集型应用。

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SLC、MLC、TLC、QLC有哪些区别？如上图所示，SLC（Single-Level Cell）每个Cell单元存储1bit信息，只有0、1两种电压变化，优点是寿命长、性能强，缺点是容量低、成本高。

MLC（Multi-Level Cell）每个cell单元存储2bit信息，电压控制比SLC复杂，有00,01,10,11四种变化，写入性能、可靠性降低，寿命较SLC低。

TLC（Trinary-Level Cell）每个cell单元存储3bit信息，电压从000到001有8种变化，容量比MLC增加1/3，成本更低，但是架构更复杂，写入速度慢，寿命相对而言较MLC更低。

QLC（Quad-Level Cell）每个cell单元存储4bit信息，电压有16种变化，其最大的优点是容量能增加33%，缺点是写入性能、寿命与TLC相比会进一步降低。

性能、寿命相比之下都较低，为什么厂商还是积极推出QLC产品，闪存和SSD领域知名市场研究公司Forward Insights创始人兼首席分析师Gregory Wong此前谈到，QLC降低了NAND闪存单位字节（Byte）的成本，更适合作大容量存储介质。随着主流消费类SSD容量迈入512GB及以上，QLC SSD未来市场增量将非常可观。

Gregory认为，与传统HDD相比，QLC SSD更具性能优势。在企业级领域，QLC SSD将为服务器和数据中心带来更低的读延迟，使其更适用于AI计算、机器学习、实时分析和大数据中的读取密集型应用。在消费类领域，QLC将率先在大容量U盘，闪存卡和SSD中普及。

目前已经有多家厂商陆续推出不同层数的3D QLC NAND，当前在SSD中使用的基本上市96层的3D QLC NAND，其中西部数据/铠侠已经推出112层3D QLC NAND，预计2020下半年大规模生产，长江存储已经推出128层QLC NAND，预计今年底或明年初量产。

英特尔最早于2017年推出了64 层 QLC NAND，2019年该公司又推出96层QLC NAND，预计今年年底推出的144层 3D NAND也将采用QLC技术。英特尔已经将QLC大规模应用在SSD中，据报道，截至今年2月，英特尔大连工厂共生产了1000万块QLC SSD。

美光之前与英特尔共同研发QLC NAND，并于2018年宣布64层3D QLC NAND产品开始生产和出货，随后美光还发布了Micron 5210 ION固态硬盘，是全球首款QLC NAND SSD，相比TLC NAND提供的位密度提高33％。2020年5月，美光推出了两款SSD，其中一款2210 SSD就采用了是96层 3D QLC NAND。

三星2019年在自己研发的860 QVO固态硬盘，嵌入一颗容量高达1TB的V-NAND QLC颗粒，2020年7月，三星发布了新款870 QVO SSD，采用其第二代 QLC 闪存，92层堆叠，可提供最高 560 MB/s 和 530 MB/s 的顺序读取和写入速度。

西部数据与恺侠合作于2017年研发了64层3D QLC，2018年中，西部数据推出新的96层，密度为1.33Tb的3D QLC，2019年11月，该公司宣布其基于96层3D QLC颗粒的产品在2019年第三季度开始出货。2020年2月，西部数据宣布已经与合作伙伴铠侠成功研发出第五代3D NAND技术BiCS5，采用112层堆叠，BiCS5架构主要基于TLC和QLC技术，将在2020年下半年大规模生产。

长江存储今年四月份首次推出QLC3D NAND，不过值得关注的是，长江存储推出的这款QLC3D NAND是128层的，是目前推出的QLC3D NAND产品中层数最高的产品，长江存储表示，该产品已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证，预计今年底或者明年初量产。

小结

近几年NAND Flash的价格波动也相当大，2019年上半年，因为市场需求低迷，消费类NAND Flash价格大跌30%以上，后来价格也是反复。

今年第一季度因为疫情原因，供货紧张，其价格涨幅超过30%，随后NAND市场一直呈现下跌趋势，据TrendForce最新预测，智能手机市场需求疲软，服务器需求没有复苏迹象，预计第四季度价格将会持续下降，季跌幅约为10%。

不过不管是从短期还是长期来看，更高层数和QLC技术带来的更大容量和更低成本，将更有助于厂商获得更多市场机会。

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