在刚刚召开的2022年闪存峰会上,国产芯片巨头--长江存储再次宣布重磅消息,基于国产芯片架构晶栈3.0(Xtacking 3.0)的第四代3D TLC NAND闪存芯片正式量产商用,命名为X3-9070,它的问世有两个重要意义:

第一点:这是世界上首款真正量产且进入消费者市场的232层3D NAND闪存芯片,目前致态TiPlus7100系列SSD、海康威视的CC7002TB SSD都已经使用了该芯片,比国际同行三星、美光、SK海力士早了一步,可喜可贺!

第二点:芯片所采用的晶栈架构是完全由长江存储所自主研发的,是真正100%中国的知识产权,未来不用担心被欧美继续卡脖子的问题。

成功的路上总不是一帆风顺,就在两个月前,美国已经在谋划要对长江存储进行“华为式”的打压,这场较量还会继续持续下去。

什么是NAND闪存?

NAND Flash全名为Flash Memory,属于非易失性存储设备(Non-volatile Memory Device)。可能名字听起来陌生,其实大家每天都在跟NAND闪存芯片打交道,比如最常见的手机、笔记本电脑、iPad等,其中用于存储数据的“内存条”就是NAND闪存,没有它,大到服务器、小到手机手表,都无法正常工作。

一直以来,NAND闪存技术都牢牢掌控在欧美日韩手中,它首先由日本的东芝(现改名铠侠)在1987年发明,后来被三星、海力士、美光、英特尔等巨头发扬光大,长期以来这几家国外巨头牢牢霸占着全球95%以上的NAND闪存市场。

作为一项战略性技术,拿下NAND闪存一直是国内芯片巨头争相实现的目标,但是由于欧美技术的垄断,厚厚的专利墙,使得我们一直无法实现真正突破,只能以跟随者的角色存在,无论是良品率、稳定性还是成本,都处于劣势。

晶栈-国产NAND 3D架构:更快、更高、更灵活,打破欧美日韩垄断

时间来到2010年前后,随着NAND技术演进到3D架构,一直作为跟随者的长江存储厚积薄发,彻底打破国外垄断,终于拿出属于中国的“倚天剑”--晶栈架构!

在晶栈架构推出前,市场上的3D NAND主要分为传统并列式架构和CuA架构。长江存储通过创新布局和缜密验证,经过长达9年在3D IC领域的技术积累和4年的研发验证后,终于将晶圆键合这一关键技术在3D NAND闪存上得以实现。

• 更快

晶栈架构使3D NAND能拥有更快的I/O传输速度。晶栈可实现在两片独立的晶圆上加工外围电路和存储单元,这样有利于选择更先进的逻辑工艺,从而让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。当两片晶圆各自完工后,只需一个处理步骤即可通过数十亿根垂直互联通道(VIA)将两片晶圆键合,合二为一。

• 更高

晶栈创新架构使3D NAND能拥有更高的存储密度。晶栈可实现在两片独立的晶圆上加工外围电路和存储单元,这样有利于选择更先进的逻辑工艺,从而让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。

• 更灵活

晶栈模组化的工艺将提升研发效率并缩短生产周期。晶栈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%。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。

提防美国的伎俩

随着人类科技发展,现代社会正式进入电子化阶段,到处都是一个个的“小电脑”,比如手机、平板、监控系统、通信基站、云服务器等等,这些所有设备都离不开存储器,因此,NAND闪存技术绝对算得上一项保障国家安全的底层技术。

举个例子,2019年美国对华为的打压中,就严格限制了三星、海力士、美光等芯片巨头向华为提供闪存,这也直接导致了华为的服务器产品、通信设备甚至手机等消费类产品举步维艰。

就在2个月之前,美国多位重量级国会议员提议将长江存储列入实体列入“未经验证清单”,理由是长江存储供货华为可折屏幕的新旗舰手机Mate Xs 2,已违反美国出口管制规定。

31家未经核实的名单如下:

北方华创磁电科技有限公司(三级孙公司,主要做机械部件)

北京普科测控技术有限公司

中检集团南方电子产品测试股份有限公司

中国地质科学院矿产资源研究所

中国科学院化学研究所

重庆奥普泰通信技术有限公司

丹东无损检测

湖南大科激光有限公司

佛山華國光學器材有限公司

广电计量检测(重庆)有限公司

广西玉柴金兴机械有限公司

广电计量检测(北京)有限公司

嘉麟精密光学(上海)有限公司

丽水正阳电力建设有限公司

南京高华科技股份有限公司

宁波大艾激光科技有限公司

青岛科创质量检测有限公司

上海科技大学

苏州森川机械科技有限公司

天津光谷光电子孵化器有限公司

中国科学院大学

上海理工大学

广东先导先进材料股份有限公司

武汉生物制品研究所有限责任公司

武汉聚合光子技术有限公司

西安中盛圣远科技有限公司

长江存储科技有限责任公司

可以看出,美国依然在通过长臂管辖的伎俩,不断阻挠我国芯片产业的崛起,长江存储虽然已经掌握了具有自主知识产权的3D NAND技术,但是由于芯片制造部门依然依赖含有美国技术成分的设备,所以仍然有待突破。

好消息是,经过了3年的蛰伏之后,以华为海思为代表的国产芯片巨头,正在加速催化纯国产芯片制造产线,预计明年就会有纯国产28nm制程的芯片问世,这对长江存储等芯片巨头也是一个重大利好,不远的将来,就可以用中国技术制造中国芯片了!