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芯突破！长江存储64层3D NAND闪存开始量产，轻松实现单盘1TB容量

文 / 秋名山嫩司机来源：FX168财经网

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今日，长江存储正式对外宣布，公司已开始量产64层 3D NAND闪存。

长江存储64层3D NAND闪存晶圆

同代最强，轻松实现单盘1TB容量

长江存储64层3D NAND闪存是全球首款基于Xtacking®架构设计并实现量产的闪存产品，拥有同代产品中最高的存储密度。

 

长江存储在2018年8月推出了他们的突破性技术——Xtacking®。并使其在2018年世界闪存峰会上获得“Most Innovative Flash Memory Starup”奖，翻译成中文就是：最具创新力的闪存创始公司。

 

 
据介绍，传统3D NAND架构中，外围电路约占芯片面积的20~30%，降低了芯片的存储密度。随着3D NAND技术堆叠到128层甚至更高，外围电路可能会占到芯片整体面积的50%以上。

 

Xtacking®技术将外围电路置于存储单元之上，从而实现比传统3D NAND更高的存储密度。为3D NAND闪存带来前所未有的I/O高性能，更高的存储密度。 

 

Xtacking®可实现在两片独立的晶圆上分别加工外围电路和存储单元，这样有利于选择更先进的制造工艺。当两片晶圆各自完工后，Xtacking®技术只需一个处理步骤就可通过数十亿根垂直互联通道（VIA）将两片晶圆键合。

 

长江存储表示，其64层3D NAND芯片的I/O接口速度为3 Gbps，比三星的V-NAND快两倍，比主流3D NAND快三倍。

 

Xtacking®技术（图源：长江存储官网）

 

 
而且Xtacking®技术充分利用存储单元和外围电路的独立加工优势，实现了并行的、模块化的产品设计及制造，产品开发时间可缩短三个月，生产周期可缩短20%，从而大幅缩短3D NAND产品的上市时间。 此外，这种模块化的方式也为引入NAND外围电路的创新功能以实现NAND闪存的定制化提供了可能。

 

长江存储联席首席技术官、技术研发中心高级副总裁程卫华表示： “通过将Xtacking®架构引入批量生产，能够显著提升产品性能，缩短开发周期和生产制造周期，从而推动高速大容量存储解决方案市场的快速发展。 ”

 

据介绍，刚刚量产的是64层堆栈的3D闪存，其核心容量已经提升到256Gb，达到世界主流水平，可轻松制造512GB到1TB容量的固态硬盘。

 

肩负中国存储产业破局重任

在存储产品领域，中国是全球最大的数据产生地和消费地，存储容量和性能的需求增长迅速。但这个产业的上游产品、技术却完全掌握在少数几家海外巨头手中。

 

根据集邦咨询半导体研究中心(DRAMeXchange)调查，2019年第二季NAND Flash（闪存）市场，三星电子继续保持龙头地位，其第二季营收达37.66亿美元，市场占比34.9%；东芝存储、西部数据、美光、SK海力士、英特尔分别以18.1%、14%、13.5%、10.3%、8.7%的市场占比位列二至六位。

 

图源：集邦咨询

 

 
以上六家巨头垄断了全球的NAND FLASH市场供应，其他所有公司的市场份额仅占0.5%，长江存储就是为了打破这个局面而生的。

 

2014年11月，中国成立国家集成电路大基金，这个基金推动中国先进集成电路产业发展。

 

2016年3月，在集成电路产业基金的支持下，武汉新芯宣布投资240亿美元在武汉打造一个世界级的半导体存储企业，集中精力研究生产NANDFLASH和DRAM。

 

项目分三个阶段部署，第一家工厂专注NAND闪存生产，第二家工厂专注DRAM芯片生产，第三个阶段的设施将专为供应商服务。请注意，第一家工厂是做NAND FLASH的，正是长江存储是优先量产NAND FLASH产品。

 

长江存储武汉一期工厂（图源：长江存储官网）

 

 
2016年7月，紫光集团参与进来，各方在武汉新芯公司的基础上成立了长江存储公司并控股武汉新芯。长江存储由紫光集团子公司紫光国芯，集成电路基金、湖北国芯产业投资基金合伙企业和省科投共同出资。其中，紫光国芯出资197亿元人民币，占51.04%。

 

2017年1月，紫光集团进一步宣布投资300亿美元，在江苏南京投资建设半导体存储基地，一期投资100亿美元，建成月产能10万片，主要是生产3D NAND FLASH(闪存)、DRAM存储芯片。

 

2018年6月，紫光集团宣布投资240亿美元，在西川成都建3D闪存工厂，2018年10月中旬动工，预计2020年12月主体完工，第一期建成之后，将月产10万片，三期都完成后将拥有月产30万片的一个生产能力。

 

武汉工厂240亿美元+南京工厂300亿美元+成都工厂240亿美元，长江存储项目中国砸了780亿美元，NAND Flash便是长江存储最先发力的方向。

 

而长江存储目前的表现没有辜负我们对它的期望。

 

一年一个台阶

2017年12月，长江存储成功研发32层3D NAND闪存，并于2018年底实现小规模量产，此时与国外先进企业的差距是5年。

 

长江存储并不打算大规模生产32层堆栈的3D NAND闪存，2018年9月，64层 3D NAND闪存实现量产，与国外先进企业差距缩短到2年。

 

观察六大供应商发展状况，目前主流出货多在64/72层产品，并已量产92/96层的产品。今年8月6日，三星电子宣布，已开始生产业内首批 100 层 V-NAND 闪存。

 

图源：中国内存市场

 

 
根据长江存储发展规划，在推出64层产品后，相较于其他供应商先发展9x层的步调，长江存储将直攻128层以缩减与其他供应商的差距。

 

目前主要供应商则规划在2020年量产128层产品，届时长江存储将赶上世界前沿，尽管目前在技术发展上仍与主要供应商有相当差距，但未来对市场的影响恐怕势难抵挡。

 

图源：集邦咨询

 

 
而且新制程的扩产受到今年市场情况的影响，全年消费类NAND Flash价格大跌65%，供应商自去年年底以来逐步调降资本支出并减缓扩产时程，甚至有部分供应商决定减产，导致新制程比重成长较为缓慢。

 

西部数据减少Wafer产出量，并减缓下一步96层3D NAND扩产计划，三星则缩减平泽工厂二楼的生产规模，美光将2019年投资预算从之前预估的105亿美元下修至90亿美元。

 

再加上日本政府扩大半导体材料的出口管制，韩国三星、SK海力士接连缩减闪存产量，SK海力士7月25日表明，将2019年NAND型闪存产量比2018年减产15％。

 

这对长江存储来说是个好消息，其64层闪存芯片将因此获得更多的时间窗口和市场空间，长江存储预计64层正式量产后，产能扩张将转趋积极，到2020年底可以达到六万片每月的产能。

 

长江存储64层 3D NAND闪存量产，标志着中国制造的闪存芯片打破垄断，与六大供应商展开面对面的正面竞争。

 

长江存储联席首席技术官、技术研发中心高级副总裁程卫华表示，“随着5G，人工智能和超大规模数据中心时代的到来，闪存市场的需求将持续增长。长江存储64层3D NAND闪存产品的量产将为全球存储器市场健康发展注入新动力。”
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