发布于：2020/4/13 9:27:07 | 2501 次阅读
长江存储正式发布两款128层3D NAND闪存。其中型号X2-6070产品作为业内首款128层QLC(每个存储单元可存储4bit数据)，可提供1.33Tb的单颗存储容量，具有当前已知型号的产品中存储密度、I/O传输速度和单颗NAND闪存芯片容量;另一款型号为X2-9060的128层TLC(每个存储单元可存储3bit数据)，亦拥有512Gb存储容量，存储阵列面积利用效率超过90%(存储阵列面积/芯片总面积)，I/O传输速度实现1.6Gb/s 高性能。正如长江存储市场与销售副总裁龚翊在接受记者采访时所指出，此次产品发布表明，长江存储在3D NAND闪存领域已经基本追平国际先进水平，在某些领域甚至有所。
5年追平国际先进水平
2013年首款24层MLC(每个存储单元可存储2bit数据)投产，NAND闪存进入3D时代，依靠die堆叠可以使每颗芯片的储存容量显著增加，而不必增加芯片面积或者缩小单元，同时实现更大的结构和单元间隙，有利于增加产品的耐用性，以及降低成本。因为相对直观，在一般消费者眼中，3D堆叠的层数在一定意义上也代表着3D NAND产品的技术先进性。
根据国际几家存储龙头大厂的技术路线图，三星于2019年6月推出128层TLC 3D NAND，存储容量256Gb，8月实现量产，11月将存储容量提高到单颗芯片512Gb水平。SK海力士2019年6月发布128层TLC 3D NAND，预计2020年进入投产阶段。美光2019年10月宣布128层3D NAND流片出样。铠侠今年1月31日发布112层TLC 3D NAND，量产时间预计将在2020 年下半年。可以看出，国际存储厂商发布与量产128层3D NAND量产的时间基本落在2019-2020年。长江存储自2016年投资建厂后，于2018年投产32层3D NAND闪存，2019 年9月开始生产基于Xtacking架构的64层3D NAND闪存，现在再次发布128层3D NAND闪存，基本与国际厂商保持了同步。在QLC、I/O速度等方面甚至走在了国际厂商的前面。
对此，龚翊表示：“32层开始量产的时候，长江存储与国际主要厂商之间还是存在一定的差距，大概落后了4～5年。64层产品推出时差距已经缩小到2年，而且因为我们的64层产品密度更高，接近于96层产品的水平，所以真正的差距只有1年。随着此次128层产品的发布，基本上已经和业界主流厂商站在同一个水平线上。128层QLC 3D NAND作为的产品应该说，还于业界主要对手。”长江存储联席首席技术官汤强也表示：“我们在短期内就能把128层的TLC和QLC验证成功，证明我们和合作伙伴已经具备国际的研发实力。”
在谈到量产计划时，龚翊表示：“128层产品的量产时间大约是在今年年底到明年上半年，公司会根据量产进程的展开逐步提升良率。”此前披露的信息，长江存储目前拥有一座12英寸晶圆厂，规划满载产能为10万片/月，业内预计2020年年底之前达到5万片/月，后续将会根据市场情况进一步扩大。因此，本次发布的128层产品大量的上市时间预计将在2021年。
由于此次长江存储是跳过了96层，直接进行128层的研发生产。未来长江存储是否还将跳过下一代产品比如144层，直接挑战2xx级别?汤强表示，目前还不便透露下一代产品的规划，要依据市场情况而定，进行策略上的调整。但是汤强也表示：“在研发上，我们一直秉承开放进取的态度，并不断努力、加快步伐以缩短与行业者差距。”
Xtacking2.0助力产品性能提升
长江存储此次发布的128层3D NAND闪存性能表现也十分亮眼。据悉，这两款产品的工程样品已经面世，并分别在国内、国际两家控制器大厂联芸和群联中进行了产品验证，其中QLC产品在SSD系统盘上进行测试验证，做到了开机速度12秒~15秒。这是一个非常好的成绩。
之所以能够取得这样的成绩，与Xtacking架构对3D NAND控制电路和存储单元的优化组合密不可分。2019年长江存储推出64层TLC产品，在存储密度、I/O性能及可靠性上就有着不俗的表现，上市之后广受好评。当时接受记者采访，联芸科技副总经理李国阳便表示：“经过大规模持续压力测试，长江存储64层3D NAND闪存可靠性、稳定性、性能均可与国际同类产品相媲美，充分证明了其技术水平及产品成熟度，完全达到国际主流NAND厂商水平。”
相比传统3D NAND闪存架构，Xtacking可带来更快的I/O传输速度、更高的存储密度和更短的产品上市周期。此次128层系列产品中采用的Xtacking已升级到2.0版本，进一步释放了3D NAND闪存的潜能。
汤强表示：“在这两款芯片中，我们充分利用了Xtacking带来的优势。在I/O读写性能方面，X2-6070与X2-9060均可以在1.2V VCCQ电压下实现1.6Gbps的数据传输速度，为当前业界。由于外围电路和存储单元采用独立的制造工艺，CMOS电路可选用更先进的制程，在芯片面积没有增加的前提下为3D NAND带来更佳的扩展性。我们还在这款芯片的CMOS电路内部设计了一些额外功能模块，能够帮助存储数据系统提升数据管理的性能，这样就可以跟控制器系统之间能实现更好的协同。”
长江存储通过对技术创新研发的持续投入，已逐步确立了在存储行业的技术创新领导力，此次通过128层QLC产品再次向业界证明了Xtacking架构的前瞻性和成熟度，为今后3D NAND行业发展探索出了一条切实可行的路径。
QLC有信心获得盈利
根据长江存储的市场规划，新推出的两款产品将率先应用在消费级SSD固态硬盘上，并逐步进入企业级服务器，数据中心数据存储市场，满足5G、AI时代多元化数据存储需求。
“从的半导体市场结构来看，计算机领域的市场份额占市场的1/3左右，消耗了45%左右的存储器。”赛迪顾问分析师吕芃浩表示。2020年，5G等先进技术将首次应用于数据中心，而机器学习及其他AI技术的应用也将创造新的学习和工作方式。这意味着，数据中心供应商将有更多的机会发展和增强其现有业务。长江存储的产品面向消费级市场、企业级服务器以及数据中心正是抓住了以及增长潜力的市场空间。
龚翊指出：“我们认为128层相对原来的64层和32层的产品，更具成本竞争力，我们也很期待产品发布以后，会有更好的市场表现。而且我们有信心在128层这代产品上可以实现盈利。”
在谈到市场是否会对QLC产品有所疑虑，未来或将面临推广阻力时，龚翊表示，随着市场需求的多元化，不同的产品将面对不同的市场需求。QLC刚刚推出时，它的性能特别是在写入性能和擦写次数方面与TLC相比确有一定差距。另外，当时3D NAND的堆叠层数还没有现在这么高，基本为64层或96层，因而成本优势也没有表现出来。但是，长江存储128层QLC有两点突破：一是存储储密度更高。未来，我们的QLC产品会与同世代TLC在成本上进一步拉开距离，价格优势将会表现出来。此外，我们对QLC的性能上进行了改善，特别是在读取能力方面，读取速度更快，延迟时间更短。目前的在线应用如在线会议、在线视频、在线教育等，更多表现为对存储器读取能力的需求上，性写入之后更多是从数据库进行数据的读取，而非频繁写入。因此，在这方面QLC存储器是有其应用优势的。
此外，长江存储QLC产品对于传统硬盘也具有替代潜力。目前，1Tb以下的硬盘正在逐渐被TLC所取代，但是1T以上的产品，传统硬盘还具有一定的价格优势。而随着长江存储把QLC型SSD的成本进一步压低，未来有望逐步取代传统硬盘的这一市场空间。
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