中國首次量產64層3D NAND閃存芯片影響幾何

陳炳欣

近日，紫光集團旗下長江存儲科技有限責任公司宣布，開始量產基于Xtacking架構的64層256Gb TLC 3D NAND閃存。產品將應用于固態硬盤、嵌入式存儲等主流市場應用。這是中國首次實現64層3D NAND閃存芯片的量產，將大幅拉近中國與全球一線存儲廠商間的技術差距。

大幅縮短與國際先進水平差距

紫光集團聯席總裁刁石京表示，長江存儲進入到這個領域之前，國內一直沒有大規模存儲芯片的生產，未來，隨著云計算、大數據的發展，人類對數據存儲要求是越來越高，3D NAND是高端芯片一個重要領域，它的量產標志著中國離國際先進水平又大大跨進一步。

長江存儲由紫光集團和國家集成電路產業投資基金股份有限公司在2016年7月共同出資成立。按照規劃，長江存儲的主要產品為3D NAND以及DRAM等存儲器芯片。2018年，長江存儲實現了32層3D NAND的小批量量產。而此次64層3D NAND則是中國企業首次在存儲器主流產品上實現批量化生產。

在NAND閃存從平面向三維演進的過程中，64層被普遍認為是首個在性價比上超過2D NAND的產品，因此曾是國際一線廠商生產的主力產品之一。長江存儲64層3D NAND的量產，將中國企業與國際先進水平的差距拉近到了一代至兩代。

據悉，長江存儲將推出集成64層3D NAND的固態硬盤、UFS等產品，用于數據中心、企業級服務器、個人電腦和移動設備之中，為用戶提供完整的存儲解決方案及服務。長江存儲聯席首席技術官、技術研發中心高級副總裁程衛華表示：“隨著5G、人工智能和超大規模數據中心時代的到來，NAND閃存市場的需求將持續增長。長江存儲64層3D NAND產品的量產將為全球存儲器市場健康發展注入新動力。”

明年有望量產128層

在國際范圍內，存儲芯片市場的競爭一向十分激烈。盡管當前存儲器市場遇冷，價格下跌，在一定程度上抑制了廠商們的擴產動作，但是在新技術的推進上，國際一線廠商卻毫不縮手。

今年以來，三星電子已宣布量產96層3D NAND 閃存，并將陸續投資70億美元在西安設立第二座NAND閃存制造工廠。項目建成后，可以生產NAND閃存芯片6.5萬片/月。預計2019年年底廠房建設完工，設備搬入并開始量產。

SK海力士也宣布將投資大約1.22萬億韓元用于加強與合作伙伴公司和半導體生態系統的雙贏關系。此前，SK海力士已宣布將韓國的龍仁、利川和清州作為半導體3軸。龍仁將作為DRAM/下一代存儲器生產基地和半導體雙贏生態系統基地，利川將作為總部、研發中心主廠區和DRAM生產基地，清洲則將作為NAND Flash生產基地，以追求公司的中長期增長。

對此，有專家分析指出，之所以幾家國際大廠如此重視NAND閃存，是因為DRAM產業在經歷了汰弱留強后全球僅剩下三星、美光與SK海力士等三大巨擘，三星更是占據全球DRAM近5成市場，相比而言NAND產業仍處于戰國群雄各自割據的階段，全球廠商大致可以劃分為三星、SK海力士、東芝與西部數據、美光與英特爾等四大陣營，并沒有出現一家大廠一騎絕塵之勢。這也給了中國企業發展的機會。

長江存儲64層3D NAND的量產有望使中國存儲芯片打破在美日韓大廠壟斷。業界預測，長江存儲最快明年將跳過96層直接進入128層3D NAND閃存的生產，這將有望接近甚至追趕上國際先進水平。

量產時點或是良機

隨著長江存儲實現量產，業界的關注焦點開始轉向企業能夠盈利，或者說是能否應對國際廠商的競爭壓力，畢竟目前處于存儲器市場的淡季，存儲芯片價格位于低位。但是具體分析可以發現，長江存儲選擇目前這個時機實現規模量產也并非完全不利。

根據集邦咨詢發布數據，第二季度NAND閃存合約價跌幅仍相當顯著，第三季度仍將維持跌勢。但是，從中長期來看，多數業者卻看好未來存儲市場前景。美光科技高級副總裁兼移動產品事業部總經理拉杰·塔魯里在接受記者采訪看好5G對智能手機的拉動以及自動駕駛、VR/AR對存儲器的長期需求，預測未來幾年無論DRAM還是NAND在手機中的容量都將進一步增長，其中DRAM平均增長率將達到15%-17%，NAND將達到25%-30%。集邦咨詢則預測，隨著超大規模數據中心的成長，將帶動存儲器需求增加，DRAM與NAND的價格有望在2020年止跌反彈。甚至有樂觀者估計，第四季度NAND 閃存價格就將止跌回升。

國際存儲器大廠如三星往往選擇在下行周期時加大投資，業界稱之為逆周期投資。長江存儲選擇在這個時機量產，量產爬升需要一段時間，當產量達到一定規模時，市場有可能正好轉曖，選擇這個時間規模量產，并非不利。中國是全球最主要NAND閃存市場之一，中國也不應有所退縮，真正存儲芯片市場決勝的時間往往在下一個周期展開。

Xtacking 2.0將被開發

技術創新才是決定企業成敗的關鍵因素。長江存儲量產64層3D NAND采用了自主研發的Xtacking架構。Xtacking是長江存儲在去年FMS（閃存技術峰會）首次公開的3D NAND架構，榮獲當年“Best of Show”獎項。其獨特之處在于，可在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路，這樣的加工方式有利于選擇合適的先進邏輯工藝，讓NAND獲取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。

長江存儲聯席首席技術官、技術研發中心高級副總裁程衛華表示：“通過將Xtacking架構引入批量生產，能夠顯著提升產品性能，縮短開發周期和生產制造周期，從而推動高速大容量存儲解決方案市場的快速發展。”

長江存儲還宣布正在開發下一代Xtacking2.0技術，Xtacking 2.0將進一步提升NAND的吞吐速率、提升系統級存儲的綜合性能、開啟定制化NAND全新商業模式等。未來搭載Xtacking 2.0技術的長江存儲第三代產品將被廣泛應用于數據中心，企業級服務器、個人電腦和移動設備等領域。