鎮定！東芝快閃記憶體部分晶圓報廢勿驚慌！

據digitimes今日報道，東芝近期驚傳日本晶圓廠緊急停工數周，損失近10萬片的NAND Flash產能。中央社則報道稱，市場傳出東芝近期因轉換新製程導致部分晶圓報廢，恐將使得第4季儲存型快閃記憶體（NAND Flash）缺貨情況更加嚴重。

台媒《電腦設備》表示，東芝的合作夥伴群聯指出，有關東芝近期因轉換新製程導致部分晶圓報廢一事，群聯早已掌握所有狀況，亦已備好充裕庫存，足以因應長期合作客戶需求，也早已準備好啟動緊急備貨機制，所以此事對群聯的營運將不造成影響。

群聯指出，東芝晶圓供應更為吃緊已發生一段時間。東芝是群聯的重要奧援，雙方合作關係緊密，在市場供不應求的情形下群聯一般能獲得相對多的貨源支持。

事實上，上周業內已有此傳聞。

10月13日，CINNO報道稱，根據CINNO Research從內存供應鏈業者所掌握到的最新消息，九月底發生東芝與西數在四日市市的NAND Flash合資廠因晶圓製造流程出現瑕疵以至於出現大批量晶圓報廢的現象。

據CINNO估計，受衝擊的產線大部分集中在最新的3D-NAND Flash以及少部份的15nm 2D-NAND產能，影響兩間公司合計約8-9萬片的12吋產能，因此預期10月以及11月的產能供給將出現短缺的現象，12月後的情況將視復工運作的情況以及3D-NAND Flash良率的進展而定。

不過，集邦諮詢TrendForce旗下半導體研究中心DRAMeXchange上周在進一步調查後表示，東芝確實在產線上遭遇到一些問題，並致使整體產出的可用良率下降，但影響程度並不如外界所傳嚴重，工廠產線亦未停擺。

今日，國際電子商情記者詢問中國快閃記憶體市場網相關人士，他表示從獲得的信息來看這個事件對市場沒有大的影響。

據了解，東芝一間工廠的月產能約為10萬片，如若真的損失近10萬片晶圓，相當於損失的是其一間工廠一個月的產能。

目前東芝對此事沒有做出任何錶態。

對於停工的具體原因，目前尚未有確切說法，根據多家媒體報道，更多的說法傾向於晶圓製造流程出現問題。

此前就有媒體報道，2017年在非三星陣營3D-NAND製程轉換不順的影響下，3D-NAND產出佔NANDFlash整體產業比重約50%。

從NANDFlash的供給面來看，因為NAND製程從2D轉進3D不如預期，導致2017年非三星陣營的新增產能沒有百分之百完善利用，再加上轉換期間所帶來的產能損失，讓2017年市場呈現整體供不應求的狀態。

從各廠製程進度來看，三星64層3D NAND自今年第三季已經開始進入量產階段且今年第四季3D產能比重將突破50%，明年將提升到60-70%水平。

SK海力士今年第四季3D NAND產能佔比約為總產能的20-30%水平，以48層3D NAND為主，但明年將會專註於擴充72層3D-NAND產能，3D NAND產能比重在2018年第四季也會來到40-50%。

東芝/西數陣營今年上半年主流製程為48層3D NAND，預期今年第四季3D-NAND的佔比將會佔東芝/西數陣營整體產能約30%水平，2018年第四季目標突破50%。

據供應鏈透露，近期NAND Flash市場其實原本已有供貨稍微紓解的現象，如今再傳出原廠生產變數，外界擔憂市場供需將再度趨緊，第4季可能又是缺貨的情況，價格漲勢難以和緩。

據中國快閃記憶體市場ChinaFlashMarket報價，NAND Flash每GB的價格從2016年的0.12美金一路上漲至0.3美金，主流的eMMC價格上漲60%以上。目前，3D NAND產能雖然在逐漸增加，但仍不能完全解決缺貨問題，預計部分市場供貨緊張將持續到年底。

CINNO Research副總經理楊文得此前認為，雖然第四季各項NAND Flash相關合約價格多在此一突發事件前談妥，對於短線各大智能型手機OEM的價格波動影響不大，然而最大的隱憂在於日前蘋果調升了對於iPhone8 Plus的需求，再加上iPhone X需求蓄勢待發，購機需求將從今年第四季延伸至明年第一季。在蘋果迫切鞏固貨源的強勢手段下，供貨商勢必得以滿足蘋果供應為優先指導方針，因此供貨排擠的效應勢預計也將從11月開始發酵，對於目前供貨吃緊的渠道市場將更為嚴峻。

在綜合考慮3D NAND Flash良率提升速度以及此一突發事件的影響，CINNO認為從今年初以來供不應求的NAND Flash市況有很大的機率將延伸至明年第一季。

2013年三星發售全球首款3D NAND設備，在IC（集成電路）業界達到了一個里程碑。

3D NAND技術與現有的2D NAND（納米製程技術）截然不同，2D NAND是平面化的結構，而3D V-NAND是立體結構。3D NAND的立體結構是使用3D存儲單元陣列來提高現有工藝製程下的單元密度和數據容量，以垂直半導體通道的方式排列，多層環繞式柵極(GAA)結構形成多電柵級存儲器單元晶體管，可以有效降低堆棧間的干擾，使用3D NAND技術應用將不僅使產品性能至少提升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在的快閃記憶體提供功能大的存儲空間，存儲密度可以達到現有快閃記憶體的三倍以上，3D技術若採用32層堆疊NAND Flash Die容量達128Gb，與主流2D 1y/1znm 128Gb相比缺乏成本競爭力。採用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更有成本和性能優勢，這也是驅使Flash原廠在2016年擴大48層量產或加快導入步伐的主要原因，使得2D技術向3D 技術切換點恰好擁有最佳的成本效益，同時結合這樣的技術應用在未來甚至可以做出10TB以上的2.5寸SSD固態硬碟。

另外還有一個重要特性，就是每單位容量成本將會比現有技術更低，而且因為無需再通過升級製程工藝、縮小cell單元以增加容量密度，可靠性和性能會更好，因為3D NAND是不再追求縮小Cell單元，而是通過3D堆疊技術封裝更多Cell單元，並且還可以使用技術已經相當成熟的舊有工藝來生產3D NAND晶元，而使用舊工藝的好處正是P/E擦寫次數大幅提升，而且電荷干擾的情況也因為使用舊工藝而大幅減少。

三星電子是最早宣布採用垂直堆疊3D V-NAND製程的製造商。2013年8月，三星宣布以現有廠房量產3D V-NAND，製程35nm，可以堆疊24層，容量可達128Gb V-NAND，到2015年24nm 3D 36層容量將達到1Tb。2016年開始將3D NAND應用延伸到嵌入式產品UFS 2.0中。

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

東芝在2016年春季開始量產48層3D NAND，緊接著7月15日在它的三重縣四日市的半導體二廠中舉行啟動儀式，今年2月，東芝宣布推出新一代基於64層3D NAND技術的basicBiCS FLASH 3D快閃記憶體。

東芝在3D NAND快閃記憶體方面的決心很大,計劃2017年它的3D NAND占它的NAND出貨量的50%,至2018財年增加到佔80%。

2018年隨著SK海力士、東芝/西數、美光/英特爾陣營的3D-NAND比重都將提升的情況下，2018年3D-NAND的產出佔比將突破70%大關。

3DNAND製造關鍵工藝

3DNAND製造中的關鍵工藝如下圖所示：

3D NAND的製造工藝十分複雜，以下把關鍵部分列出：

? High aspect ratio trenches 高深寬比的溝開挖

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

? Perfectly parallel walls 完全平行的側壁

? Tens of stairsteps 眾多級的樓梯(台階)

? Uniform layer across wafer 在整個矽片面上均勻的澱積層

? 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 孔內壁澱積工藝

? Polysilicon channels 多晶硅溝道

? Charge trap storage 電荷俘獲型存儲

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

? Deposition of tens of layers 澱積眾多層材料

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