長江存儲(chǔ)128層3D NAND閃存研發(fā)成功 “中國芯”實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展

2020-04-14 11:43:57 來源：中國證券報(bào)

存儲(chǔ)器是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要分支。中信證券電子組表示，存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)2019年全球銷售額約1200億美元，約占全球4000億美元半導(dǎo)體市場的30%。其中，DRAM約620億美元，NAND Flash約570億美元。韓美3家DRA

4月13日，紫光集團(tuán)旗下長江存儲(chǔ)宣布128層QLC 3D NAND閃存(型號(hào)：X2-6070)研發(fā)成功，并已在多家控制器廠商SSD等終端存儲(chǔ)產(chǎn)品上通過驗(yàn)證。這是全球首款128層QLC規(guī)格的3D NAND閃存芯片，也是我國首款128層3D NAND閃存芯片。長江存儲(chǔ)預(yù)計(jì)，128層產(chǎn)品今年底到明年上半年量產(chǎn)，維持明年單月10萬片產(chǎn)能目標(biāo)不變。

“存儲(chǔ)芯片是整個(gè)ICT行業(yè)的底盤之一，手機(jī)、電腦、服務(wù)器等設(shè)備都要用它，云計(jì)算、5G等技術(shù)也是基于存儲(chǔ)芯片技術(shù)的發(fā)展。目前中國在這方面與海外差距較大。”一位電子行業(yè)賣方首席研究員表示，“長江存儲(chǔ)的128層產(chǎn)品市場銷路會(huì)不錯(cuò)。”

長江存儲(chǔ)填補(bǔ)了我國在3D NAND閃存芯片領(lǐng)域的空白，它是目前中國唯一能夠在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的廠商。盡管起步晚于國際大廠，但長江存儲(chǔ)發(fā)展迅速，技術(shù)水平已躋身全球第一梯隊(duì)。

存儲(chǔ)器是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要分支。中信證券電子組表示，存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)2019年全球銷售額約1200億美元，約占全球4000億美元半導(dǎo)體市場的30%。其中，DRAM約620億美元，NAND Flash約570億美元。韓美3家DRAM廠商占全球95%的份額，其中韓國廠商三星、SK海力士占75%。韓美日6家NAND Flash廠商占全球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(gè)指標(biāo)業(yè)界第一

長江存儲(chǔ)有關(guān)人士介紹，X2-6070擁有業(yè)內(nèi)已知型號(hào)產(chǎn)品中最高單位面積存儲(chǔ)密度，最高I/O傳輸速度和最高單顆NAND閃存芯片容量。

QLC是繼TLC后3D NAND新的技術(shù)形態(tài)，具有大容量、高密度等特點(diǎn)，適合于讀取密集型應(yīng)用。每顆X2-6070 QLC閃存芯片擁有128層三維堆棧，共有超過3665億個(gè)有效的電荷俘獲型存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)4字位數(shù)據(jù)，共提供1.33Tb的存儲(chǔ)容量。如果將記錄數(shù)據(jù)的0或1比喻成數(shù)字世界的小“人”，一顆長江存儲(chǔ)128層QLC芯片相當(dāng)于提供3665億個(gè)房間，每個(gè)房間住4“人”，共可容納約14660億“人”居住，是64層單顆芯片容量的5.33倍。

閃存和SSD領(lǐng)域知名市場研究公司Forward Insights創(chuàng)始人兼首席分析師Gregory Wong認(rèn)為，QLC降低了NAND閃存單位字節(jié)的成本，更適合作為大容量存儲(chǔ)介質(zhì)。在企業(yè)級(jí)領(lǐng)域，QLC SSD更適用于AI計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)分析和大數(shù)據(jù)中的讀取密集型應(yīng)用。在消費(fèi)類領(lǐng)域，QLC將率先在大容量U盤、閃存卡和SSD中普及。

與國際大廠同臺(tái)競技

2017年7月，長江存儲(chǔ)研制成功中國第一顆3D NAND閃存芯片。2018年三季度，32層實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2019年三季度，64層實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。為縮小與第一梯隊(duì)廠商的差距，長江存儲(chǔ)跳過96層，攻堅(jiān)128層。

SK海力士、三星、美光等國際大廠去年陸續(xù)發(fā)布128層3D NAND產(chǎn)品，計(jì)劃今年實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。如今，長江存儲(chǔ)成功自研128層閃存芯片。在不久的將來，國產(chǎn)128層系列閃存產(chǎn)品將走向市場，與國際大廠同臺(tái)競技。

“3D NAND的難點(diǎn)在于一層層疊上去的時(shí)候需要打洞把每一層連接起來，層數(shù)越多需要打的洞就越多，每一個(gè)單位都要打洞，數(shù)量可達(dá)幾百萬個(gè)。必須保證做到垂直地打洞，不能歪、不能斜，保持均勻。同時(shí)，一層一層疊上去的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生壓力，芯片的旁邊會(huì)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。”長江存儲(chǔ)執(zhí)行董事長高啟全此前接受中國證券報(bào)記者專訪時(shí)介紹了3D NAND制造工藝的難點(diǎn)。

國內(nèi)市場需求旺

長期以來，我國使用的存儲(chǔ)芯片嚴(yán)重依賴進(jìn)口。以2018年為例，根據(jù)智研咨詢統(tǒng)計(jì)，我國集成電路進(jìn)口額達(dá)3120億美元。其中，存儲(chǔ)芯片為1230億美元，占集成電路進(jìn)口總額的39%。

目前，長江存儲(chǔ)、長鑫存儲(chǔ)、福建晉華等3家國內(nèi)廠商正奮力追趕。隨著量產(chǎn)的推進(jìn)，我國依賴進(jìn)口的局面有望得到緩解。長鑫存儲(chǔ)和福建晉華主攻DRAM，前者去年9月宣布內(nèi)存芯片自主制造項(xiàng)目投產(chǎn)。

當(dāng)下，長江存儲(chǔ)產(chǎn)能為2萬片/月，公司表示將盡早達(dá)成64層三維閃存產(chǎn)品月產(chǎn)能10萬片，并按期(二期)建成30萬片/月產(chǎn)能，提升國家存儲(chǔ)器基地的規(guī)模效應(yīng)。長江存儲(chǔ)當(dāng)前產(chǎn)能利用率達(dá)100%，已全員復(fù)工。

“長江存儲(chǔ)128層系列產(chǎn)品具有廣闊的市場應(yīng)用前景。其中，128層QLC版本將率先應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)SSD，并逐步進(jìn)入企業(yè)級(jí)服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，以滿足未來5G、AI時(shí)代多元化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。”長江存儲(chǔ)市場與銷售高級(jí)副總裁龔翊說。