Планы SK Hynix на этот год: 18-нм DRAM, 72-слойная 3D NAND, расширение фабрики M14

SK Hynix на этой неделе опубликовала финансовые результаты за 2016 год, а также рассказала о планах на 2017. Как и ожидалось, компания намерена начать массовое производство новых типов памяти и расширить производственные мощности. Примечательно то, что в краткосрочной перспективе SK Hynix намеревается вкладывать средства в увеличение производства NAND флеш-памяти, но не в увеличение выпуска DRAM.

DRAM: Расширение использования техпроцесса 21 нм и освоение 18 нм

SK Hynix начала производство DRAM по техпроцессу 21 нм в конце 2015 года. С тех пор компания постепенно расширяет использование технологии, а также старается увеличить выход годных микросхем. К настоящему времени SK Hynix использует 21 нм техпроцесс для изготовления широкого ассортимента своей продукции, включая оперативную память типов DDR4, LPDDR4, HBM2. Тем не менее, прогресс не стоит на месте: на этой неделе компания подтвердила, что она намерена начать массовое производство DRAM с использованием технологии класса 1X нм — эксперты считают, что речь идёт о 18 нм — уже в этом году.

SK Hynix в настоящее время не планирует существенного расширения производственных мощностей. В то же время, дальнейшее увеличение производства DRAM с использованием техпроцесса 21 нм и начало применения технологии 18 нм во второй половине года автоматически увеличат объём выпускаемой памяти (в пересчёте на бит, при условии адекватного выхода годных кристаллов). Как известно, при уменьшении ширины транзисторного затвора происходит уменьшение размеров ячеек памяти. Таким образом, объём памяти (в пересчёте на биты) на каждой 300-мм кремниевой пластине увеличивается.

Тем временем, аналитики из TrendForce считают, что спрос на DRAM в 2017 году вырастет на 20 % в годовом исчислении, в то время как производство DRAM различными производителями увеличится примерно на 19 % по сравнению с 2016 годом. Дисбаланс между спросом и предложением создаст дефицит оперативной памяти и удержит цены на высоких уровнях, говорят аналитики.

Кроме роста объёма памяти в ПК, есть ещё два фактора, которые поднимут спрос на DRAM. Во-первых, выходящие вскоре процессоры Intel Xeon поколения Skylake-EP имеют шестиканальный контроллер памяти, что означает использование минимум шести модулей памяти на процессорный разъём вместо сегодняшних четырёх. Во-вторых, флагманские смартфоны на базе Google Android получат новые подсистемы памяти объёмом 6 или 8 Гбайт LPDDR4/LPDDR4X.

NAND: 72-слойные 512-Гбит 3D NAND микросхемы к концу года

Спрос на NAND флеш-память неуклонно растет в последние годы вследствие того, что индустрия выпускает всё больше устройств на основе энергонезависимой памяти (смартфоны, твердотельные накопители, бытовая электроника и т. п. ), а объём накопителей во многих изделиях увеличивается — например, Apple iPhone 7 начального уровня теперь экипируется 32 Гбайт NAND. Для того, чтобы удовлетворить растущий спрос, производители расширяют производственные мощности и разрабатываются новые микросхемы 3D NAND большой ёмкости. В этом году SK Hynix наравне с конкурентами планирует как увеличить производство NAND, так и выпустить новые чипы памяти.

SK Hynix начала массовое производство 36-слойных микросхем памяти 3D NAND с двухбитовой ячейкой MLC — в компании их называют 3D-V2 — ёмкостью 128 Гбит в 2015 году. Данные микросхемы были во многом «пробой пера», они в основном используются для различных съёмных накопителей.

В прошлом году компания начала производство 48-слойных микросхем 3D TLC NAND (3D-V3), которые подходят для различных типов устройств, включая карты памяти, USB-флешки, встраиваемые накопители и SSD. Микросхемы 3D-V3 имеют ёмкость 256 Гбит — они собираются в блоки ёмкостью 512 Гбит, 1024 Гбит, 2048 Гбит и даже 4096 Гбит.

Позже в этом году SK Hynix планирует начать массовое производство 72-слойной памяти 3D TLC NAND (3D-V4), которая обещает быть весьма интересной как с точки зрения ёмкости, так и с точки зрения производительности. Во втором квартале SK Hynix планирует начать продажи микросхем 3D-V4 ёмкостью 256 Гбит. В четвёртом квартале стартует производство микросхем ёмкостью 512 Гбит (64 Гбайт), что даст возможность значительно увеличить вместительность SSD и других накопителей на базе NAND. Кроме того, размер блока (минимальная ёмкость, которую можно стереть) у 3D-V4 TLC увеличится до 13,5 Мбайт (против 9 Мбайт у 3D-V2 и 3D-V3), что повысит производительность таких микросхем по сравнению с предшественниками.

На данный момент мы не знаем, собирается ли SK Hynix увеличить скорость интерфейса своих 512-Гбит микросхем чтобы компенсировать меньший параллелизм в случае SSD небольшой ёмкости, как это сделала Samsung для своих 64-слойных 3D V-NAND чипов. Однако известно, что каталог продукции SK Hynix уже включает мультичиповые NAND-сборки ёмкостью до 8192 Гбит (1 Тбайт), что даст возможность создавать объёмные SSD малых размеров — например, односторонний модуль M.2 ёмкостью 2-4 Тбайт.

В то же время 512-Гбит микросхемы флеш-памяти неизбежно заставят SK Hynix и её партнеров отказаться от выпуска SSD малых объёмов (120/128 Гбайт), поскольку производительность таких накопителей будет очень низкой даже при высоких скоростях интерфейса (~800 Мтрансферов/с).

3D NAND на втором этаже M14

Как уже сообщалось ранее, SK Hynix планирует начать использование второго этажа производственного комплекса M14 для производства 3D NAND в 2017 году. На этой неделе компания в очередной раз подтвердила намерения, но не стала раскрывать каких-либо подробностей.

В любом случае, по мере роста производства памяти на M14, компания увеличивает свои объёмы и доход. А по мере перехода SK Hynix на выпуск 3D NAND большой ёмкости — 256 Гбит сейчас и 512 Гбит в четвёртом квартале — общий объём производства памяти (в пересчёте на бит) также увеличится.

В июле этого года SK Hynix также начнёт расширение «чистой» комнаты фабрики C2 в Вузи (Китай), что обойдётся в $790 млн. и займёт почти два года. Производственный комплекс C2 используется для изготовления DRAM, а его расширение позволит сохранить текущий объём выпуска оперативной памяти при переходе на более современные технологии производства, требующие применения многократного экспонирования, которое делает производственные циклы длиннее.

Впрочем, поскольку работы будут завершены лишь в апреле 2019 года, расширения производственных мощностей не окажет никакого влияния на цены DRAM в ближайшем будущем. Кроме того, принимая во внимание причину расширения «чистой» комнаты (увеличение длины цикла производства памяти), далеко не факт, что оно вообще окажет какой-либо эффект на цены.