長江儲存128層3D NAND快閃記憶體研發成功 “中國芯”實現跨越式發展

4月13日,紫光集團旗下長江儲存宣佈128層QLC3DNAND快閃記憶體(型號:X2-6070)研發成功,並已在多家控制器廠商SSD等終端儲存產品上透過驗證。這是全球首款128層QLC規格的3DNAND快閃記憶體晶片,也是我國首款128層3DNAND快閃記憶體晶片。長江儲存預計,128層產品今年底到明年上半年量產,維持明年單月10萬片產能目標不變。

長江儲存128層3D NAND快閃記憶體研發成功 “中國芯”實現跨越式發展

“儲存晶片是整個ICT行業的底盤之一,手機、電腦、伺服器等裝置都要用它,雲計算、5G等技術也是基於儲存晶片技術的發展。目前中國在這方面與海外差距較大。”一位電子行業賣方首席研究員表示,“長江儲存的128層產品市場銷路會不錯。”

長江儲存填補了我國在3DNAND快閃記憶體晶片領域的空白,它是目前中國唯一能夠在該領域實現量產的廠商。儘管起步晚於國際大廠,但長江儲存發展迅速,技術水平已躋身全球第一梯隊。

儲存器是半導體產業的重要分支。中信證券電子組表示,儲存晶片產業2019年全球銷售額約1200億美元,約佔全球4000億美元半導體市場的30%。其中,DRAM約620億美元,NANDFlash約570億美元。韓美3家DRAM廠商佔全球95%的份額,其中韓國廠商三星、SK海力士佔75%。韓美日6家NANDFlash廠商佔全球99%的份額,其中韓國三星、SK海力士以及日本鎧俠(原東芝)3家的份額超過60%。

多個指標業界第一

長江儲存有關人士介紹,X2-6070擁有業內已知型號產品中最高單位面積儲存密度,最高I/O傳輸速度和最高單顆NAND快閃記憶體晶片容量。

QLC是繼TLC後3DNAND新的技術形態,具有大容量、高密度等特點,適合於讀取密集型應用。每顆X2-6070QLC快閃記憶體晶片擁有128層三維堆疊,共有超過3665億個有效的電荷俘獲型儲存單元,每個儲存單元可儲存4字位資料,共提供1。33Tb的儲存容量。如果將記錄資料的0或1比喻成數字世界的小“人”,一顆長江儲存128層QLC晶片相當於提供3665億個房間,每個房間住4“人”,共可容納約14660億“人”居住,是64層單顆晶片容量的5。33倍。

長江儲存128層3D NAND快閃記憶體研發成功 “中國芯”實現跨越式發展

快閃記憶體和SSD領域知名市場研究公司ForwardInsights創始人兼首席分析師GregoryWong認為,QLC降低了NAND快閃記憶體單位位元組的成本,更適合作為大容量儲存介質。在企業級領域,QLCSSD更適用於AI計算、機器學習、實時分析和大資料中的讀取密集型應用。在消費類領域,QLC將率先在大容量隨身碟、快閃記憶體卡和SSD中普及。

與國際大廠同臺競技

2017年7月,長江儲存研製成功中國第一顆3DNAND快閃記憶體晶片。2018年三季度,32層實現量產。2019年三季度,64層實現量產。為縮小與第一梯隊廠商的差距,長江儲存跳過96層,攻堅128層。

SK海力士、三星、美光等國際大廠去年陸續釋出128層3DNAND產品,計劃今年實現規模量產。如今,長江儲存成功自研128層快閃記憶體晶片。在不久的將來,國產128層系列快閃記憶體產品將走向市場,與國際大廠同臺競技。

“3DNAND的難點在於一層層疊上去的時候需要打洞把每一層連線起來,層數越多需要打的洞就越多,每一個單位都要打洞,數量可達幾百萬個。必須保證做到垂直地打洞,不能歪、不能斜,保持均勻。同時,一層一層疊上去的時候會產生壓力,晶片的旁邊會翹起來。所以,把洞打好和把翹起來的地方壓下去、變平,這是最困難的地方。”長江儲存執行董事長高啟全此前接受中國證券報記者專訪時介紹了3DNAND製造工藝的難點。

國內市場需求旺

長期以來,我國使用的儲存晶片嚴重依賴進口。以2018年為例,根據智研諮詢統計,我國積體電路進口額達3120億美元。其中,儲存晶片為1230億美元,佔積體電路進口總額的39%。

目前,長江儲存、長鑫儲存、福建晉華等3家國內廠商正奮力追趕。隨著量產的推進,我國依賴進口的局面有望得到緩解。長鑫儲存和福建晉華主攻DRAM,前者去年9月宣佈記憶體晶片自主製造專案投產。

當下,長江儲存產能為2萬片/月,公司表示將盡早達成64層三維快閃記憶體產品月產能10萬片,並按期(二期)建成30萬片/月產能,提升國家儲存器基地的規模效應。長江儲存當前產能利用率達100%,已全員復工。

“長江儲存128層系列產品具有廣闊的市場應用前景。其中,128層QLC版本將率先應用於消費級SSD,並逐步進入企業級伺服器、資料中心等領域,以滿足未來5G、AI時代多元化資料儲存需求。”長江儲存市場與銷售高階副總裁龔翊說。