國產(chǎn)存儲技術(shù)的長處與短處:技術(shù)突破的實力有,差的是時間
根據(jù)韓媒 Business Korea 報道,市場內(nèi)部人士透露,隨著中國大陸加大對存儲器產(chǎn)業(yè)的支持力度,過去幾年已經(jīng)有了長足的進(jìn)步,在 NAND 閃存方面,和三星、SK 海力士等全球領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)差距縮短到 2 年。
該業(yè)內(nèi)人士指出:“雖然 DRAM 依然保持 5 年以上的技術(shù)差距,不過由于 NAND 技術(shù)壁壘較低,中國企業(yè)在大力扶持下快速追趕,不斷縮小差距。中國企業(yè)的 NAND 產(chǎn)品雖然在市場競爭力上還存在不足,但顯然加快了追趕速度”。
報道中特別提及了長江存儲,該公司在 2022 年閃存峰會(FMS)上,正式發(fā)布了基于晶棧 3.0(Xtacking 3.0)架構(gòu)的第四代 3D TLC NAND 閃存芯片,名為 X3-9070。
長江存儲宣布從 176 層到 232 層量產(chǎn)之后,遭到了外界的諸多質(zhì)疑,不過該公司用了不到 1 年的時間,成功量產(chǎn) X3-9070。
除了用于致態(tài) TiPlus7100 系列 SSD,還被用在??低暤?CC700 2TB SSD 上,這是首個進(jìn)入零售市場的 200 + 層 3D NAND 閃存解決方案,領(lǐng)先于三星、美光、SK 海力士等廠商。
報道中還指出,隨著半導(dǎo)體電路的小型化接近極限,中國企業(yè)正抓住先進(jìn)封裝(Efficient packaging)這個機會,進(jìn)一步縮小技術(shù)差距。
在半導(dǎo)體業(yè)內(nèi),先進(jìn)封裝主要封裝多個芯片,從而提高性能,被認(rèn)為是克服挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。
中國大陸在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域占有第二大市場份額,IT之家援引市場研究公司 IDC 的數(shù)據(jù),去年長電科技、通富微電和華天科技三家公司進(jìn)入全球前 10 大半導(dǎo)體封裝(OSAT)公司,而韓國沒有一間公司出現(xiàn)在榜單上。
NAND閃存已經(jīng)發(fā)明36年
NAND閃存在當(dāng)今社會中已隨處可見,無論是在PC還是智能手機,或者其他日常生活中的各種電子產(chǎn)品。改變世界的NAND閃存來自于日本,東芝作為發(fā)明者于1987年推出了全球首個NAND閃存芯片,至今已有36年了。鎧俠(Kioxia)是東芝原業(yè)務(wù)的繼承者,目前仍是世界上最具規(guī)模的NAND閃存芯片生產(chǎn)商之一。
如果將時間撥回到1987年,或許很難想象NAND閃存會得到如此廣泛的應(yīng)用,對世界科技發(fā)展有如此深刻的影響。經(jīng)過了35年的發(fā)展,NAND閃存的規(guī)模已達(dá)到了700億美元。芯片存儲密度也從4Mb發(fā)展到了1.33Tb,增長了333000倍。NAND閃存的出現(xiàn),使得不少電子產(chǎn)品最終得到了普及,從早期的數(shù)碼相機、條形碼掃描儀和個人數(shù)字助理(PDA),到現(xiàn)今的智能手機、平板電腦、車載信息娛樂系統(tǒng)和可穿戴設(shè)備等。若沒有NAND閃存,或許有些產(chǎn)品根本不會存在。
鎧俠美國公司高級副總裁兼首席營銷官Scott Nelson表示,NAND閃存改變了游戲規(guī)則,并且經(jīng)受住了時間的考驗。未來鎧俠還將引領(lǐng)前進(jìn)的道路,繼續(xù)投資和發(fā)展NAND閃存技術(shù),使其存儲密度更高、成本更低,進(jìn)一步豐富生活中的各種應(yīng)用。
長江存儲實現(xiàn)全球領(lǐng)先
眾所周知,在3D NAND閃存領(lǐng)域,有三大巨頭,分別是三星、美光、SK海力士,這三大巨頭,差不多壟斷了全球的閃存市場。
不過2022年,中國大陸也有一家閃存廠商崛起了,那就是長江存儲,長江存儲是全球第一家量232層堆疊的閃存廠商,比三星、SK海力士、美光還領(lǐng)先。
在3D NAND閃存領(lǐng)域,232層堆疊是一項技術(shù)指標(biāo),因為對于3D NAND閃存而言,在工藝進(jìn)入16nm后,就無法再一味的進(jìn)行平面的工藝微縮了,比如提升到14nm、12nm等,這會導(dǎo)致閃存非常不穩(wěn)定。
所以為了提升存儲密度,大家是通過3D堆疊,即上下多層堆疊技術(shù),而232層堆疊,即實現(xiàn)了232層堆疊,后續(xù)還會有更高的層數(shù)。
而評價存儲芯片的性能指標(biāo),有幾個參數(shù),比如穩(wěn)定性、讀取速度,存儲密度等。
近日,知名的芯片分析機構(gòu)TechInsights,對長江存儲(YMTC)、三星、SK海力士和美光最新的NAND Flash閃存芯片進(jìn)行了比較,想要看看誰的存儲密度更高。
先說三星,目前三星176層3D NAND的存儲密度是10.87Gb/mm2,而三星的到232/238層的閃存,還沒量產(chǎn)
再說SK海力士,目前其176層的存儲密度為11.01 Gb/mm2,而232層的閃存還沒量產(chǎn),所以數(shù)據(jù)未知。
美光的176層產(chǎn)品的存儲密度為10.27 Gb/mm2,而其最新量產(chǎn)的232層芯片位元密度則為14.60 Gb/mm2。
最后再說說長江存儲的產(chǎn)品,按照TechInsights的測量,232層的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了15.03Gb/mm2,為目前最高的密度。
存儲密度越高,意味著成本越低,因為可以在同樣大小的硅晶圓片內(nèi),實現(xiàn)更大的容量,這也代表著技術(shù)的先進(jìn)性。
國產(chǎn)存儲芯片利基市場
目前,無論是DRAM還是NAND Flash市場,都呈現(xiàn)出海外企業(yè)寡頭壟斷的格局。我國的大部分廠商仍在與國際龍頭企業(yè)進(jìn)行錯位競爭,主要聚焦在利基型市場。
早期全球領(lǐng)先的企業(yè)如三星、海力士和美光通過大量資本投入進(jìn)入了DRAM存儲器領(lǐng)域,并逐步積累了顯著的市場競爭優(yōu)勢。當(dāng)前全球DRAM晶圓市場目前主要由這三家企業(yè)主導(dǎo)。
據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示,近十年來,以上三家DRAM晶圓原廠每年都需要投入數(shù)十億美元用于固定資產(chǎn)投資,且這一趨勢呈波動式增長。這充分表明,DRAM晶圓設(shè)計與制造行業(yè)有著相當(dāng)高的資本門檻。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈布局廠商中,兆易創(chuàng)新和北京君正這兩家企業(yè)都在布局DRAM和Flash市場。兆易創(chuàng)新是國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè),其產(chǎn)品涵蓋了存儲器、微控制器和傳感器。北京君正則于2020年收購了北京矽成100%的股權(quán),其產(chǎn)品主要包括微處理器芯片、智能視頻芯片、存儲芯片和模擬與互聯(lián)芯片。此外,普冉股份是國內(nèi)非易失性存儲領(lǐng)域的領(lǐng)先芯片設(shè)計企業(yè)之一,其主要產(chǎn)品包括NOR Flash和EEPROM。普冉股份憑借其獨特的SONOS工藝和40nm的領(lǐng)先制程,在中小容量領(lǐng)域具有突出的低功耗和高性價比優(yōu)勢。
