Marktbericht zu NAND-Flash-Speichern: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Typ (SLC (Single-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell), TLC (Three-Level Cell), QLC (Quad-Level Cell)), Struktur (2D-Struktur, 3D-Struktur), Anwendung (Smartphone, SSD, Speicherkarte, Tablet, DSC, DVC, USB-Stick, tragbarer Mediaplayer, Spielekonsole, Mobiltelefone, Sonstige), Speicherkapazität (512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB, 16 GB, 32 GB, 64 GB, 128 GB, 256 GB und mehr) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika). Prognosen für 2025–2033.

Wachstumsfaktoren des NAND-Flash-Speichermarktes

Wachsende Nachfrage nach Rechenzentren

Der Bedarf an NAND-Flash-Speicher dürfte aufgrund der steigenden Nachfrage nach Speichermedien, die in Rechenzentren zum Einsatz kommen, zunehmen. Die Nachfrage nach Hochleistungsrechnern, Edge-Computing, Big Data und Cloud-Anwendungen ist der Haupttreiber für die steigende Nachfrage nach Rechenzentren. Darüber hinaus haben Intel und AMD kürzlich neue Serverchips auf den Markt gebracht, um den jüngsten Initiativen von Google, Amazon Web Services, Facebook und Microsoft Azure im Bereich der Rechenzentrumsentwicklung gerecht zu werden. Es wird erwartet, dass die NAND-Flash-Serverbranche von ähnlichen Trends geprägt sein wird.

Ausbau von 5G und IoT-Geräten

Es wird erwartet, dass 5G die schnelle Übertragung enormer Mengen an Telekommunikationsdaten ermöglicht und damit den Bedarf an Gerätespeicher erhöht. Zudem bringen Hersteller NAND-Flash-Speicher auf den Markt, die mit 5G-fähigen Tablets und Smartphones kompatibel sind. Cisco Systems prognostiziert, dass im Jahr 2022 vernetzte Wearables in Nordamerika und im asiatisch-pazifischen Raum zusammen etwa 70 % aller weltweiten 5G-Verbindungen von Wearables ausmachen werden.

Geräte für das Internet der Dinge (IoT) stellen einen weiteren Wachstumsmarkt für NAND-Flash-Speicher dar. Die industrielle Automatisierung im Rahmen von Industrie 4.0 nutzt das Internet der Dinge (IoT), zu dem auch Wearables, Luftfahrt, Gesundheitswesen, Smart Homes, Smart Metering, intelligente Landwirtschaftslogistik und weitere Anwendungen gehören.

Marktbeschränkung

Mangelnde Zuverlässigkeit

Ein wesentliches Merkmal jedes Speichermediums ist die Zuverlässigkeit der gespeicherten Daten. Flash-Speicher sind anfällig für Bit-Flipping, bei dem einzelne Bits invertiert werden können. Im Vergleich zu NOR-Flash-Speichern tritt dieses Phänomen bei NAND-Flash-Speichern häufiger auf. NAND-Flash-Speicher werden aufgrund von Ausbeuteüberlegungen mit zufällig verteilten defekten Blöcken verkauft. Daher muss NAND-Flash-Speicher in der Lage sein, mit defekten Blöcken umzugehen. NOR-Flash-Speicher hingegen weisen nur wenige defekte Blöcke auf. Diese Nachteile können das Wachstum des NAND-Flash-Speichermarktes einschränken.

Regionalanalyse

Der asiatisch-pazifische Raum nimmt die führende Marktposition ein und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,12 % wachsen. Der immense Beitrag Chinas ist ein wesentlicher Grund für die Marktführerschaft der Region. Zahlreiche globale Speicherhersteller investieren hohe Summen in den chinesischen Markt, unterstützt durch staatliche Initiativen wie „Made in China 2025“. Nahezu alle Endanwendungen in der Region verzeichnen eine extrem hohe Nachfrage, die vor allem durch die Nachfrage nach Smartphones in vielen Entwicklungsländern, darunter China, Indien, Indonesien und andere, getrieben wird. Darüber hinaus hat die Zahl der KMU und Cloud-Service-Anbieter in den letzten drei Jahren zugenommen, wodurch ein enormes Wachstumspotenzial in der gesamten Region entstanden ist.

Markttrends in Nordamerika

Nordamerika hält den zweitgrößten Marktanteil und wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,23 % wachsen. Nordamerika ist einer der führenden Märkte für Unterhaltungselektronik, IoT, SSDs und Smartphones. Diese Komponenten treiben den Bedarf an NAND-Flash-Speicher an. SanDisk, Intel, WDC, Cypress Semiconductors und andere bedeutende Hersteller haben ihren Sitz in Nordamerika. Der Markt für ADAS-Systeme in der Automobilindustrie wächst und erhöht damit die Nachfrage nach Flash-Speichern mit hoher Speicherdichte und geringer Latenz.

Markttrends in Europa

Die Nachfrage nach NAND-Flash-Speicherlösungen in Europa wird durch die rasant wachsende Zahl datenzentrierter Anwendungen von NAND-Flash-Speichern getrieben. Aufgrund des schnell wachsenden Bedarfs im IT-Sektor der Region wird erwartet, dass NAND-Flash-Speicher vielfältig und innovativ eingesetzt werden. Daher wird prognostiziert, dass diese Entwicklung das Wachstum des NAND-Flash-Speichermarktes im Prognosezeitraum beflügeln wird. Darüber hinaus ist die Automobilindustrie auf dem europäischen Kontinent dominant. Die Unternehmen investieren hohe Summen in die Entwicklung autonomer Fahrzeuge. Diese Fahrzeuge benötigen große Datenmengen für ihren Betrieb. Die Fahrerassistenzsysteme (ADAS) verarbeiten die erfassten Daten. Für einen effizienten Betrieb setzen Automobilhersteller NAND-Flash-Speicher ein.

Typen-Einblicke

Der globale Markt für NAND-Flash-Speicher ist nach Typ in SLC (Single-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell), TLC (Three-Level Cell) und QLC (Quad-Level Cell) unterteilt. TLC (Three-Level Cell) hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 3,61 % wachsen. TLC-Flash-Speicher werden unter anderem in Solid-State-Drives (SSDs) für den privaten und geschäftlichen Gebrauch, Speicherkarten für Digitalkameras und Mobiltelefone sowie USB-Sticks eingesetzt. Im Vergleich zu SLC- und MLC-Flash-Speichern, die typischerweise zwei Bit Daten pro Zelle speichern, bietet TLC-Speicher einen günstigeren Preis pro Gigabyte (GB). Hersteller von NAND-Flash-Speichern verwenden TLC häufig in Kombination mit 3D-NAND-Flash-Speichern, bei denen die Speicherzellen vertikal auf dem Chip gestapelt sind.

QLC (Quad-Level Cell), das vier Bits pro Zelle speichern kann, ist bei 3D-NAND-Speichern weiter verbreitet als bei 2D-NAND-Speichern. Verbesserte Controller erhöhen jedoch die P/E-Raten, und die Bauweise führt zu einer geringeren Haltbarkeit. Für QLC, das in 3D-NAND-Speichern aufgebaut ist, werden 16 verschiedene Spannungspegel benötigt. Der Übergang von TLC zu QLC würde bei gleicher Zellenzahl eine Kapazitätssteigerung um ein Drittel ermöglichen und somit höhere Speicherdichten und größere Speicherkapazitäten gewährleisten. Darüber hinaus bietet er niedrigere Gesamtbetriebskosten.

Der Hauptzweck von MLC-NAND (Multi-Level Cell) bestand darin, die Speicherkapazität pro Siliziumfläche auf dem Wafer zu erhöhen. Dadurch sanken die Kosten für die Datenspeicherung mit MLC-Komponenten im Vergleich zu SLC-Komponenten drastisch. MLC-Flash-Speicher werden häufig in kostensensiblen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Unterhaltungselektronik oder bei Spielkonsolen, wo Leistung, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit wichtiger sind als in Geschäftsanwendungen.

Struktur-Einblicke

Basierend auf der Struktur ist der globale Markt für NAND-Flash-Speicher in 2D- und 3D-Strukturen unterteilt. Die 3D-Struktur hält einen bedeutenden Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 8,51 % wachsen. Die Marktsituation hat sich durch die Einführung von 3D-NAND-Flash-Speichern verändert. Die Zellen können nun vertikal gestapelt werden, wodurch die Speicherkapazität erhöht wird. Ohne die Zellen zu verkleinern, haben diese zusätzlichen Zellschichten die Speicherkapazität deutlich gesteigert. Im Vergleich zu 2D-NAND-Flash-Speichern bietet 3D-NAND-Speicher mehrere Vorteile. Er zeichnet sich durch eine längere Lebensdauer, höhere Leistung und einen geringeren Stromverbrauch aus.

Wie der Name schon sagt, ist 2D-NAND-Flash-Speicher planar. Das bedeutet, dass alle Datenspeicherzellen nebeneinander angeordnet sind. Bei 2D-NAND-Flash-Speicher bestimmen die Anzahl der Zellen auf einer Karte und die Anzahl der in der Zellstruktur gespeicherten Bits die Speicherkapazität. Die 2D-Strukturtechnik funktioniert zwar gut, hat aber einige Nachteile. Erstens ist möglicherweise nie genügend Platz für alle Zellen vorhanden. Zwar können die Zellen dank zahlreicher technischer Entwicklungen mittlerweile kleiner hergestellt werden, aber es gibt eine Grenze, wie klein eine Zelle werden kann, ohne ihre Funktion zu beeinträchtigen.

Anwendungseinblicke

Basierend auf der Anwendung ist der globale Markt für NAND-Flash-Speicher in Smartphones, SSDs, Speicherkarten, Tablets und Sonstiges unterteilt. Das Smartphone-Segment dominiert den Markt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,57 % wachsen. Flash-Speicher ist heutzutage eine Schlüsselkomponente von Smartphones. Aufgrund der durchschnittlichen Speicherkapazität von Smartphones ist der Bedarf an NAND-Speicher enorm gestiegen. In Smartphones kann NAND-Flash-Speicher die Geschwindigkeit beim Surfen im Internet, beim Laden von E-Mails, beim Spielen und sogar bei der Nutzung sozialer Netzwerke deutlich verbessern. Hersteller integrieren Technologien wie Gestensteuerung, Fingerabdruckscanner und GPS. Daher besteht ein erhöhter Bedarf an NAND-Flash-Speicher in Smartphones.

In den letzten Jahren ist der Verbrauch von NAND-Flash-Speicher gestiegen. Neue Technologien, darunter NAND-SSDs, finden zunehmend Anwendung in Unternehmensrechnern wie Servern, Workstations, Desktop-PCs und Notebooks. Desktop-Computer, Netbooks, Laptops und Embedded-Software zählen zu den Client-Anwendungen mit SSDs. Server in Rechenzentren und High-Performance-Computing sind zwei Beispiele für Unternehmensanwendungen von SSDs.

Eine Speicherkarte ist ein Flash-Speichergerät, das digitale Daten speichert. Die Informationen werden durch Variation der Schwellenspannung der Speicherzelle gespeichert. Speicherkarten wurden für die Verwendung mit tragbaren Elektronikgeräten wie Computern, Tablets, Smartphones und (unter bestimmten Umständen) Videospielkonsolen entwickelt. Ein zentraler Bestandteil von Speicherkarten ist der NAND-Flash-Speicher. Die nichtflüchtige Speicherung ist einer der Hauptvorteile der NAND-Flash-Technologie in Speicherkarten.