中国半导体宣告入局全球3D NAND最关键一役，长江存储64层芯片正式量产_风闻

来源：微信公众号“ 问芯Voice”

紫光集团旗下长江存储在 IC China 2019 前夕宣布正式开始量产基于 Xtacking 架构的 64 层 256 Gb TLC 3D NAND 芯片****，标志着长江存储已成功走出了一条高端芯片设计制造的创新之路，同时，这会是中国半导体技术水平最接近国际大厂的一次。

由于 2018 年 NAND Flash 价格持续大跌，全球 NAND Flash 阵营纷纷推迟 96 层 3D NAND 扩产的计划，导致整个 3D NAND 技术制程的演进较原本预期慢。

**目前市面上的 96 层技术虽然已经量产，但真正流通的数量并不多，主流仍是以 64/72 层技术的 3D NAND 芯片为主。**因此，这也给了长江存储一个很好的追赶和喘息机会。

业界传言，长江存储即将在 2020 年跳过 96 层直接进入 128 层 3D NAND 技术，意思是明年此时，国内的 3D NAND 技术可以跻身于国际大厂行列。

以目前进度来看，2020 年将会是 100+ 层 3D NAND 技术的爆发之年，包括三星电子、SK 海力士、东芝、美光等国际 NAND Flash 主流供应商都已经开始量产 96 层，并且为 128 层 3D NAND 技术热身，2020 年即将为最激烈的 3D NAND 大战拉开序幕。

以此差距来看，若是长江存储能够在 2020 年成功问鼎 128 层 3D NAND 技术，与国际大厂之间的差距缩小至 1~1.5 代，追上主流供应商仅是一步之遥。

NAND Flash 很早就来到摩尔定律的极限，因此早已经从平面 2D NAND 转到 3D NAND 技术。

进入 3D NAND 时代，追求缩小 Cell 单元不是主要目标，而是通过 3D 堆叠技术封装更多 Cell 单元，因此，过去业界常常强调的 1x 纳米、2x 纳米等高端技术也不再是重点。

**在这样的时空背景下，2D NAND 转进 3D NAND 也给了国内技术自主阵营一个入局的好时机，**紫光集团扶植的长江存储才得以一举成功，以自主研发的 3D NAND 技术打破国际垄断。

再者，过往 NAND Flash 的制程结构分为浮动闸极（floating gate）和电荷捕捉（charge trap）两派，彼此原理和特性都大不相同，但 Floating Gate 结构一直是 2D NAND 供应商的共识。

直到 3D NAND 技术时代来临之后，三星、东芝、SK 海力士等主流供应商都转到 charge trap 技术，长江存储也是采用 charge trap 技术结构。

**相较于 Floating Gate 结构，charge trap 技术结构主要是看好其制造工艺更简单、存储单元间距可以更小、可靠度较高、隧道氧化层老化磨损速度也可降低。**但美光、英特尔的选择则是不同，是继续将 floating gate 结构用于 3D NAND 技术中。

长江存储的 64 层 3D NAND 特殊之处在于，是全球首款基于 Xtacking 架构设计并实现量产的 3D NAND 芯片。

长江存储指出，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，这样的做法有利于选择更先进的制造工艺。再者，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，会比传统 3D NAND 闪存架构带来更快的 I/O 传输速度、高的存储密度，以及有助于缩短产品上市周期。

长江存储是紫光集团收购武汉新芯科技之后于 2016 年 7 月成立，目前已成为国内唯一打破国际垄断的 3D NAND 供应商，更发展成为国家存储基地的代表。

长江存储在 3D NAND 技术上的重大里程碑，是于 2018 年量产 32 层 3D NAND 芯片，当时是试验性生产，目的在于证明 3D NAND 技术是可行且成功的。

此刻，则是再度宣布导入 Xtacking 技术的 64 层 3D NAND 正式量产，长江存储并计划推出 64 层 3D NAND 的固态硬盘 SSD、UFS 等产品，主攻数据中、企业级服务器、个人电脑和移动设备等。

长江存储第一期的单月产能约 10 万片规模，随着 64 层 3D NAND 芯片量产，将开始加快投片速度，推测若是进度顺利，也将推进第二期生产基地的开工。届时，将力拼营运规模，有助于国内 3D NAND 芯片启动规模化量产。

长江存储成功研发 64 层 3D NAND，标志着已成功走出了一条高端芯片设计制造的创新之路。公司表示，仍将持续投入研发资源，以通过技术和产品的迭代，使每一代产品都具备强劲的市场竞争力。

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。

程卫华也提到，随着 5G、人工智能、超大规模数据中心的时代到临，全球对于 3D NAND 芯片的需求将持续增长，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。