仅用8年时间就赶超国外科技巨头,长江存储为突破128层NAND闪存付出了哪些努力?

微观人 2022-08-12

科技长江闪存

3240 字丨阅读本文需 8 分钟

如今芯片处理器、存储器、显示屏等设备的核心部件,仍无法实现关键技术自主可控,尤其美国以莫须有“理由”进行技术封锁后,华为芯片也一度陷入用一颗少一颗的困境,成为许多人心中难以抹去的伤疤。

就在前几天,有媒体报道美通过让人匪夷所思的2000亿“芯片与科学法案”,其中就涉及变相限制中国芯片制造业发展的内容,美国行为无异于搬石头扎脚。

不可否认,由于国内工业发展起步晚,技术领域与欧美存在一定差距,然而种种困难并未让我们倒下,在国内众多企业不懈努力,我们好消息接连不断。

由于国内工业发展起步晚,技术领域与欧美存在一定差距,然而种种困难并未让我们倒下,在国内众多企业不懈努力,我们好消息接连不断。

例如,在国产闪存芯片领域,我国企业仅用8年时间,赶超许多国外科技巨头,长江存储凭着创新突破的NAND闪存,成为该领域瞩目全球的新星。

破釜沉舟,柳成行

长江存储全球员工超万人,专利申请超7000多个,是一家专注于3D NAND闪存的电路企业,覆盖计算机、移动通讯等领域,致力于成为存储技术的领先者。

如今长江存储作为比肩三星、东芝等高科技企业,曾有着一段令人敬佩的研发历程。

长江存储前身武汉新芯,基于经济衰退武汉新芯订单量也步履维艰,危急存亡之际,得到国家资金援助,在武汉新芯基础上创建长江存储。

由于闪存技术所限,产品难以与三星、东芝等内存大厂相比,深感技术差距的长江存储,将精力聚焦在与中科院的共同研发,王天不负有心人,国产第一颗32层3D NAND闪存诞生,意味着中国终于拥有知识产权自主可控的闪存芯片。

然而三星等大厂已开始量产级别更高的64层闪存,长江存储历经艰辛研发的32层闪存,落后国际水平整整一代,也意味着不可能得到市场认同。

如果想要在市场上获得一席之地,必须拥有自己核心技术,长江存储随后开启探索全新道路,注定充满未知与艰辛,当时数百人的研发团队,心中只有一个目标“破釜沉舟”,每个月工作量均超300小时,完全不顾严寒酷暑。

2018年长江存储传来喜人消息,独门绝技Xtacking架构研发成功,并攻克64层闪存,产品在散热与性能方便均领先于三星等同类产品,然而国际大厂已开始96层闪存量产。

无论如何追赶总是落后一代,长江存储做出一个疯狂决定,跳过96层直接挑战128层,与东芝、三星等大厂掰手腕,向市场正式下战书,所幸的是,长江存储再次证明国产科技研发人员的决心,全球首款128层3D NAND闪存研发成功,凭借着行业内存储量最大,传输速度最快等优势,国产闪存芯片也因此让国外不少科技企业为之惊叹。

另一方面作为芯片生产使用的系统软件领域,近几年也迎来全新突破,一种敢为人先,颠覆传统思维的软件开发方式,也开始得到普遍认可,这就是无代码开发技术。

存储芯片有多重要?

说起存储芯片,很多人可能会觉得不就是U盘,电脑硬盘啥的,只是存储信息的东西,它有啥重要的?

其实这是大大的误会,正是因为它在芯片里面属于比较基础的,所以它的重要性才大,就像电力一样,平时看着没啥用,但是没了它,所有全球制造业都要瞬间崩溃。

存储芯片的重要性也是如此,它在信息产业的作用,甚至比高端的SOC芯片还要重要。

我举几个它的应用,大家就知道了,低端的有大家熟悉的数码存储,高端数据中心需要存储芯片,5G基站需要存储芯片,人工智能需要存储芯片,甚至我们普通人打个电话,发个短信都需要存储芯片在背后运作,就连SOC芯片也有基础内存,它就需要存储芯片,

可以说,所有的信息产业都离不开存储芯片,而信息产业又是高端制造业的基础,所以说它是比高端SOC芯片还重要,其实一点不夸张。

SOC芯片只是决定了信息产业的极限,而存储芯片则是信息产业的根基。

但就是这么重要的领域,我们却要长期的依赖进口,话语权一直掌握在美、日、韩等少数外资企业手里,韩国的三星、SK海力士,美国的美光、西部数据、以及日本的东芝等企业占据着全球大部分的市场份额。

所以中国一直希望能够突破他们的技术封锁,而且我们真的快做到了,老美为啥为啥想禁止存储芯片制造设备?原因就是以长江存储为代表的,中国存储芯片正在快速崛起。

中国存储芯片快速崛起

我们发展得有多快呢?我们来看看时间线就知道了。

中国真正大规模布局存储芯片是在2006年。

湖北省和武汉市共同出资组建一家公司,用来生产12英寸集成电路,这家公司就是长江存储的前身,武汉新芯,专门制造存储芯片的。

不过武汉新芯的运气并不好,刚刚成立没多久,就遭遇到了08年经济危机,市场和订单一起走下坡路,武汉新芯遭遇了很大的困扰,但是它们并没有放弃。

2014年,中国成立了国家芯片大基金,专门扶持中国集成电路的发展,在它们的支持下,武汉新芯与紫光集团等国企,共同成立了长江存储,除此之外,还联合了中科院微电子研究所,清华、复旦等中科研院校机构,共同研发NAND flash芯片的相关技术。

当时的存储芯片主要有两大类,一个是以DRAM芯片为代表的易失性存储芯片,武汉新芯研发的就是这个,它也叫“动态随机存储器”,一般断电,或者隔一段时间就刷新一下,比如说我们手机内存用的就是这个,你关机或者手动刷新一下,内存就被清理了,保证了手机的运行速度和性能。

因为不具备长久的存储功能,所以就叫易失性存储芯片。

还有一类是:以NAND闪存芯片为主的非易失性存储芯片,它和易失性存储芯片恰好相反,断电和刷新后,不会丢失数据,经常用于硬盘、数据中心等存储资料的领域。

这两者都是主流的存储芯片,占据市场95%以上的份额。

长江存储有技术积累、资金以及人才的支持,所以瞄准就是NAND闪存芯片,在经过3年的投入和研发后,长江存储迎来了突破爆发期。

2017年,中科院微电子研究所宣布,在32层 3D NAND flash(闪存)上取得了突破性进展。

NAND闪存当时也有两种技术路线,一种是2D的NAND,它的闪存颗粒是分布在一个平面上,所以叫2D NAND,至于3D NAND,顾名思义就是闪存颗粒不仅分布在2维上,在垂直方向也有分布。

3D NAND极大提高了闪存的容量,所以是国际上比较先进的技术,长江存储就是依靠它实现了国产闪存的突破,以及让产业界无比震撼的中国速度。

在2018年时,长江存储就实现了32层 NAND芯片的量产,但是长江存储的辉煌才刚刚开始,同年,它们又突破了64层NAND芯片技术,并且在2019年成功量产。

2020年时,长江存储更是直接绕过96层,成功研发出128层NAND芯片,2021年同样实现量产,填补国产空白,到了此时长存在技术上,已经不输给其他国家。

国产存储芯片的市场地位并不低

据此前报道,在2021年上半年长鑫存储的全球市占已经来到1%,排名第五,长江存储全球市占在2020年下半年达2%。DRAM、NAND Flash市场国产的占比还非常小,但已经取得突破。

而在Nor Flash方面,国产芯片的市场情况更好一些。兆易创新在2020年全球NOR Flash市场中市占率达到15.6%,排名第三,仅次于华邦和旺宏。恒烁半导体2020年NOR Flash 收入占市场规模比例为1.50%。

在NOR Flash市场,不仅有国内排名第一的兆易创新,还有东芯股份、普冉半导体、恒烁、芯天下、武汉新芯等厂商。

如果看最近上市比较积极的存储芯片厂商,有不少都是以NOR Flash为主营业务的。比如,普冉半导体NOR占比达71%,恒烁NOR占比达86.56%,此外东芯NOR业务有18.8%的占比。

另外,北京君正表示,2020年度公司SRAM、DRAM、Nor Flash产品收入在全球市场中分别位居第二位、第七位、第六位。

EEPROM方面,2020年聚辰股份EEPROM产品份额为国内第一、全球第三的供应商。国内EEPROM供应商还有上海贝岭、航顺等等。EEPROM的市场规模虽不大,但是国产化率相对较高。

除了存储芯片企业在上市,我们也看到存储模组厂商的上市进度在加快,江波龙、佰维存储都已准备上市,江波龙已在创业板上会通过,佰维存储科创板上市已受理,据悉时创意也有上市计划。这些存储模组厂商在国内都是比较靠前的厂商,并且竞争力也不容小觑。

与国际技术水平逐渐接近

放眼全球的竞争,在NOR Flash方面,此前行业内主流NOR Flash产品的工艺节点为65nm,旺宏48nm量产、华邦46nm量产,兆易创新也从65nm往55nm切换。2020年以来东芯、武汉新芯、恒烁、博雅等都实现了50nm/48nm的NOR Flash量产。国内技术水平与国际厂商差距不大,进入50nm时代国产NOR Flash的市场机会更大。

3D NAND方面,长江存储的128层3D NAND已经量产,在量产进度上晚于三星、美光两年。美光在2022年1月宣布开始批量出货业界首款176层QLC NAND SSD。铠侠将在2022年至2023年期间将162层3D NAND作为其主流制造工艺。

而长江存储的下一代3D NAND据称是192层。当初从2018年到2020年,长江存储实现了从32层到64层再到128层的技术跃进,也就是说跳过了96层,这样就很快缩短了与国际厂商之间的技术代差。如今长存128层3D NAND量产大量出货,在192层3D NAND研发上与国际大厂的距离更接近。

那么长江存储在技术逐渐同步的时候,同样重要的就是更快速地扩大市场份额。

国产存储芯片缺的可能不是技术,而是产品在市场中反复验证,快速规模化,获得更多市场,从而在与国际的竞争中拿到更多的话语权,定价权,同时还起到平衡供应链的稳定与弹性的作用。

文章来源:云表无代码平台,电子发烧友,硬核熊猫说

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:微观人
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...