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国产替代的一大步:预计长江存储三季度推出64层固态硬盘

科创板日报 2020-06-04 14:30:07

3D闪存国产替代正在加速推进。

《科创板日报》记者从供应链独家获悉,紫光集团旗下长江存储64层固态硬盘预计将于今年三季度上市,这是3D闪存国产化替代的一大步。

今年1月16日,长存曾对外称,其自有品牌64层消费级解决方案产品,将在今年下半年陆续推出。

此次供应链透露的这则消息,与长江存储于1月16日对外披露的信息,在时间点上基本契合。

记者注意到,2019年8月25日,长江存储宣布64层3D闪存实现量产。此款产品采用了其自研的Xtacking堆栈结构,核心容量256Gb。

此次供应链消息预计长存在三季度推出消费级64层固态硬盘,说明长江存储在良率和产能方面取得了具有商业价值的实质进展。

3D 64层堆栈闪存国产化于2019年取得关键突破,长江存储64层堆栈3D闪存开始量产,但当时产能和良率均有不足。

《科创板日报》记者获悉,今年长江存储正在扩产64层闪存产能,其国家存储器基地二期工程建成后产能达到30万片晶圆/月,是一期工程的3倍。

公开资料显示,长江存储以布局NAND闪存研发生产、主控IC以及后端封测等全产业链。根据计划,2020年底,长存将小规模量产128层堆栈的3D闪存。

此前,3D NAND闪存的关键技术一直掌握在美国、日本和韩国手里。

就闪存业界技术发展阶段看,今年美光已推出的3D 128层堆栈闪存,核心容量最高1Tb(QLC闪存),Intel则继续研发144层堆栈,核心容量最大也是1Tb,三星有128层、136层堆栈的3D闪存,核心容量256Gb-1TB。

除了Intel继续沿用Floating Gate路线之外,其余闪存厂商生产的3D NAND闪存均采用Charge Trag技术,而长江存储64层3D NAND闪存属于Charge Trag的改进型VCharge技术。

长江存储自研的Xtacking™堆栈结构,可在一片晶圆上独立加工负责数据输入输出及记忆单元操作的外围电路。

“这样的逻辑电路加工工艺,可以让NAND获取高I/O接口速度和优异性能。存储单元同样也将在另一片晶圆上被独立加工。”品利基金投资经理陈启对记者说,“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百万根金属VIA(Vertical Interconnect Accesses,垂直互联通道)将二者键合接通电路,只增加了有限的成本。这种新型外围电路布局技术的成功,实现了比传统3D NAND更高的存储密度。”

若长江存储128层堆栈的3D NAND闪存能如期在今年底推出,则国产3D NAND闪存和全球主流闪存技术的差距将缩短至1年,这是闪存国产替代的巨大进步。

3D NAND闪存的高存储量和高性能技术原理是什么?

“传统晶体管尺寸微缩到20nm左右时遇到一系列问题,即量子世界的效应越来越明显,比如量子隧穿,电子会莫名其妙的穿过绝缘层导致晶体管失效。”陈启对《科创板日报》记者表示,“在 NAND FLASH制程发展到20nm以下的时候,就遇到这些问题,经晶体管尺寸很难再微缩了。”

陈启告诉记者,“因此业界研发出3D NAND制程,从2D 转3D,一方面工艺节点回退22nm以上,用成熟制程工艺保证良率和稳定性,另一方面3D NAND闪存不追求缩小单元,转而通过3D堆栈技术封装更多单元,就像高楼向上造多层(堆栈),实现空间拓展,不再追求平面内晶体管尺寸的微缩,降低工艺难度,提高良率,最终实现存储容量提升和降低成本。”

2019年7月27日,东芝推出全球首款64层堆栈的3D NAND闪存工程样品,此事被闪存领域认为标志着一个新里程牌的开启,单颗Die最大256Gb的闪存正式问世。