3D NAND技术是核心竞争力，原厂之间的竞争也从未停歇，尤其是以长江存储为代表的国产芯片发布128层TLC/QLC之后，战况显得越发激烈。另一方面，自研发出64层QLC NAND之后，QLC（4bit/cell）在SSD中的应用比例不断提高，亦有部分原厂开始规划PLC（5bit/cell），持续提高每个单元可存储的bit数据，以提供更大的存储容量和更低成本的产品。

主要原厂3D NAND技术发展

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各家原厂进展详情：

1. 三星 在2019年8月就开始量产第六代（1xx层）TLC V-NAND，2020下半年将推出第七代V-NAND，预计2021下半年在新建的平泽NAND新产线投产，以满足不断增长的数据中心和智能手机存储需求。在QLC方面，三星基于第二代QLC推出的最新870 QVO SATA SSD，最高容量高达8TB，采用的是主流量产的9x层1Tb QLC V-NAND，满足专业PC用户对速度、容量和可靠性等综合性能的要求，随着三星1xx层3D NAND扩大生产，也会推出QLC产品，并导入到SSD中应用。
2. 铠侠和西部数据 在2019年基于96层QLC单颗Die容量已实现了1.33Tb容量，2020年初推出的第五代3D NAND技术，采用的是112层堆叠BiCS5，初步量产的是512Gb TLC产品，已经面向消费类的产品发售，预计2020下半年将推出基于TLC、QLC产品，QLC 单颗Die容量亦达1.33Tb。
3. 美光 在2019年送样128层3D NAND，2020上半年向客户出货128层第一代RG节点3D NAND，而最新推出的两款Client SSD 2300系列和2210系列QLC SSD采用的是96层QLC 3D NAND，正在持续提高在PC OEM市场中导入，企业级5210 QLC SSD采用的是64层3D NAND。
4. SK海力士 2019年5月送样96层QLC 4D NAND，单颗Die容量1Tb，同年次月又推出了128层4D TLC NAND，2020年下半年送样该新技术的企业级PE8111系列SSD，容量高达16TB，并计划在未来开发32TB容量企业级SSD。
5. 英特尔 已完成了144层NAND的开发，目前正在测试当中。英特尔将在2020下半年量产144层QLC NAND，单颗Die容量1Tb，并会推出基于该新技术的消费类和企业级SSD。同时，英特尔也在规划PLC（5bit/cell）。
6. 长江存储 在2020年也发布了128层QLC 3D NAND（型号:X2-6070），具有1.6Gb/s高速读写性能和1.33Tb单颗Die容量，并在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。同时，长江存储也发布了128层512Gb TLC 3D NAND（型号：X2-9060），以满足不同应用场景的需求。

主要原厂100层+3D NAND技术

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2020年虽然遭遇“疫情”的冲击，存储产业成长也遇到了一定的阻碍，但大数据中心、企业等领域需求在上半年表现强劲，同时看好5G、人工智能、物联网等技术的发展，推动未来数据存储对芯片需求量不断增加，因此原厂NAND Flash和DRAM工厂持续扩产的计划不变。

三星和铠侠/西部数据在建厂和扩产方面最为积极，2020年3月三星西安二期1阶段投产，主要生产第五代9X层3D V-NAND芯片，预计8月实现满产，二期第二阶段项目投资80亿美元，工厂建设已启动，预计将在2021年下半年竣工，满足中国市场当地客户需求，以及满足全球不断增长的需求。

三星计划在2021年前平泽总投资达30兆韩元（约247亿美元），扩大平泽工厂的生产能力。2015年，三星投资百亿美金在平泽兴建存储器工厂（P1），现已投产先进NAND Flash和DRAM；P2工厂则于2018年投资建设，2020年设备安装后将开始投产第二代（1ynm）和第三代（1znm）10nm级DRAM，也包括建设极紫外光刻（EUV）生产线，同时投资8兆韩元新建NAND Flash产线，计划2021下半年开始量产先进的V-NAND芯片，以满足不断增长的数据中心和智能手机存储需求。

各家原厂新工厂进展

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铠侠与西部数据共同投资的岩手县北上市新工厂K1已在2020上半年开始小量生产，在四日市存储器生产基地，生产NAND Flash的工厂包括Fab2、Fab3、Fab4、Fab5、Fab6（一期、二期），2020年5月已动工建设Fab 7产线，预计12月份进入厂房工程，预计将在2022年夏天完工。

SK海力士于2018年底举行M16工厂奠基仪式，该工厂计划于2020年10月完工。随着三星DRAM导入EUV工艺，SK海力士内部也已经成立了研究小组专门针对EUV光刻相关技术展开研究，并计划将其应用于最新的DRAM产线，有望在新建成的韩国利川M16工厂引入应用，或者跟M14一样是NAND Flash和DRAM的混合生产工厂，最终投产还将根据市场情况和技术发展而定。

此外，在3D NAND技术上取得突破后，2020年6月长江存储宣布国家存储器基地项目二期开工建设。国家存储器基地项目总投资达240亿美元，分两期建设3D NAND芯片工厂，一期于2016年底开工建设，并建成10万片/月产能，目前已实现32层、64层存储芯片产品稳定量产，并成功研制出了128层闪存芯片，二期规划产能20万片/月，两期项目达产后月产能共计30万片。

早在2018年，英特尔和美光率先推出业界首款64层3D QLC，让QLC SSD进入大众视野。目前的原厂SSD品牌中，英特尔和美光也是对QLC导入SSD中最为积极，英特尔在今年年初声称从2018年底开始在大连工厂生产的QLC SSD已经累计生产1000万个，美光QLC bit量也已占到总体NAND Flash bit生产的10%以上。同时，三星、美光、西部数据等QLC SSD用的3D NAND也正在加快从64层堆叠向96层提升。

NAND Flash由最初的SLC发展到QLC，单个存储单元存储的bit数据从1bit提高到了4bit，未来的PLC将进一步提高到5bit，而NAND Flash技术发展对主控芯片和ECC纠错提出了更高要求，控制芯片纠错技术也从BCH过渡到了LDPC。

主控厂商SSD主控芯片产品参数

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目前主控厂商美满电子、慧荣、群联等推出的SSD控制芯片基本全面支持3D TLC/QLC，而慧荣SM2264和SM2267 SSD控制芯片已支持原厂最新1xx层TLC/QLC 3D NAND，也有不少主控厂商开始规划对长江存储最新的128层QLC与TLC颗粒进行适配测试。在主控厂商加大QLC的支持下，金士顿、江波龙、威刚等QLC SSD也陆续上市，且搭载的3D NAND已经或计划向96层QLC升级。

第一，单颗Die容量更大，SSD容量更高

随着3D NAND技术的发展，以及QLC每个单元存储4bit数据，原厂96层或128层量产的单颗Die容量向1Tb（1024Gb）或以上提升，远远超过当初2D NAND制程128Gb容量瓶颈。未来PLC的到来，相比QLC容量可再提升25%，再加上144层相比96层堆叠层数提升50%，容量可翻倍，单位容量的增加也代表着品牌厂可生产更大容量的SSD，目前消费类SSD容量可达到8TB。

第二，加速单位成本降低，更大SSD容量的价格下滑

2020年虽然原厂已推出1xx+层3D TLC/QLC，但是三星、铠侠、西部数据、美光、SK海力士等依然以96层3D NAND生产比重为主，与上一代64层3D NAND相比，堆叠层数增加了50%，如果量产相同的单颗Die容量，每片Wafer晶圆所产出的GB总量大约可提高近60%；若采用相同96层堆叠，QLC较TLC在每片Wafer晶圆所产出的GB总量大约可提高30%以上，在Wafer成本不变的情况下，单位GB量的成本将明显下滑，SSD整体售价也会更低，尤其是驱动TB级以上容量价格下滑。

3D NAND和QLC技术提高带来容量提升

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今年以来，“疫情”严重冲击消费类市场需求，而且展望后半年，随着PC、数据中心市场需求力度减缓，存储厂商大部分将面临出货压力，也包括部分原厂在内。自2020年3月底开始，NAND Flash相关产品就一直呈现跌势，近期市场更是普遍采取“以价换量”的操作方式，刺激出货，从而导致SSD价格进一步下调。在目前的市况环境下，QLC SSD更大的容量和更低成本，可使品牌厂商在市场价格竞争中，保持核心竞争力，获得更多的市场机会。

第三，QLC SSD扩容空间，改善系统性能，可解数据中心存储压力

受“疫情”影响，在线会议、在线视频、在线教育等线上服务使数据中心存储系统在数据处理方面面临压力，近期A股股市大热，券商APP线上系统也曾出现短暂的宕机，截至2020年第二季度末，全球超大规模数据中心的数量已增至541个，而大数据存储空间扩容和提高处理速度需求迫切，同时PC OEM厂商对SSD需求持续增加，尤其高端商务电脑、二合一电脑、游戏笔记本等。

来源：公开信息

QLC虽然带来了更大的存储容量以及更低廉的单位成本，但因为其稳定性较差以及P/E寿命不及SLC、MLC、TLC而备受质疑。不过，在不同的I/O模式下，SSD和HDD的磨损不同， NAND Flash在写入时会产生磨损，而读取应用产生的磨损微不足道，这使得QLC SSD在读取密集型数据存储应用上有着优势。

来源：美光。注：图中“DxPD”表示DWPD和DRWPD，当HDD引用DxPD时为DRWPD；当SSD引用为DWPD。

在SSD耐久性方面，美光企业级5210 QLC SSD和5200 ECO TLC SSD对比盘写入量DWPD数据表明，如果4K随机128K连续写入率90%时，5210 QLC SSD和5200 ECO企业级SSD具有同等的DxPD，当写入率达到100%时，5210具有更高的DxPD，再加上QLC固件改善耐久性和工作负载限制等，市场对QLC SSD的热度持续攀升。