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差评 2022-12-03

国产存储芯片逆袭世界巨头,这家公司是啥来头?

今天托尼在网上冲浪的时候,发现了这样一则新闻:

咱们的国产厂商长江存储完成了232 层 3D NAND 闪存生产。是目前全球第一个实现量产 200 层以上 3D NAND 的厂商。

按照 TechInsights 的说法,它们拆解了海康威视的 CC700 2TB 的固态硬盘,对里面的闪存颗粒进行分析,发现它们用上了 232 层的 3D NAND 结构。

有意思啊,如果我没记错的话,最早要喊着生产 232 层闪存的半导体巨头应该是美光科技,三星和东芝这些存储半导体领域的巨头也都在往这方面努力。

但没想到真正量产出来的不是这些我们耳熟能详的海外半导体巨头,而是一家我们国内的后起之秀?

长江存储,这家诞生才 7 年的国产厂商,是怎么截胡业内老大哥的?

我知道部分差友看到这儿可能会有点一头雾水,这长江存储是个啥,闪存又是个啥, 232 层的 3D NAND 又是个啥东西。。。咋就突然 " 沸腾 " 了?

别慌,今年托尼准备借着这次 " 遥遥领先 " 的好消息,给大家介绍一下我非常喜欢的这家公司——长江存储,还有它们这次率先突破 232 层 3D NAND 技术会给我们,给行业带来哪些影响。

>/ 闪存有多厚?

长江存储是一家将设计,生产一手包办的,制作 3D NAND FlASH 的国产芯片厂商。

简单来说,就是生产我们常见的固态硬盘上的闪存颗粒,给咱们硬盘里的小姐姐造房子的一家厂商。

致态的 TiPlus 7100 系列固态硬盘用的就是它们家的闪存颗粒, 1T 容量只需要 600 多。

而 232 层 NAND 闪存这个名词看上去有点不说人话,但其实就是指叠了 232 层的 NAND 闪存结构。

密密麻麻到数不清的 232 层堆叠结构 ▼

闪存之所以要叠这么多层,和它的特性有关。

毕竟闪存芯片可和我们常说的 CPU , GPU 不太一样,比起更大的容量,更快的传输速度,最重要的是保证数据的稳定性

数据无价,对吧。

所以不能一味地通过先进制程,靠缩小晶体管体积、提高密度的方式来提升的性能。

根据厂家测试,在做到 15 、 16nm 工艺之后, NAND 闪存的可靠性就会断崖性下跌,所以和 CPU 一样通过卷制程的方式提高性能这条路是走不通了。

想提高固态硬盘的性能,厂家得换个方法——

欸,平面不能做小,那就做高好了,像叠叠乐一样,把这些闪存给垒起来,这就是上面讲的 3D NAND 堆叠技术。

这个技术,让闪存从过去平面的垒面积,变成了如今的盖大厦。。。

这方面各家都有自己的独家技术,三星叫做 V-NAND ,东芝和闪迪则是用 BiCS 。。。长江存储自然也有在钻研自己的独家 3D 堆叠技术,叫做Xtacking 。

这些技术都各有各的特点,但是长江存储的技术更特殊,更有趣一些。

2022 年闪存市场网站统计各家的堆叠层数 ▼

和其它厂商喜欢把读写单元和存储单元设计在一颗晶圆上,然后再投入生产的方式不同,长江存储的 Xtacking 走的是另一条路:——

是在两颗晶圆上独立制造两种不同的电路,然后再把它们两个部分给拼起来,顺便把其中数十亿个金属通道给连好。

顺便连好。。。数十亿。。。

积木还能这么拼?属实是超出我的预料了。

但当长江存储真的拼好了这样的积木之后,带来的优点是显而易见的。

咱们刚才聊到,为了保证数据的稳定性,闪存的存储单元不能用太新的制程对吧。

可一个闪存上除了保存数据的存储单元以外,还有保证数据读写速度的读写单元,如果读写单元用的制程太老旧,那它的性能就上不去,这样一来,固态的读写速度,功耗都不会太理想。。。

欸,长江存储的做法就无视了这个问题。

在 Xtacking 的帮助下,读写单元和存储单元可以分开来生产,这意味着他俩能采用不同的制程。

咱们可以用较老的制程( 14/16/20nm )来生产存储单元,来保证咱们数据的稳定性,同时可以用较新的制程来生产读写控制单元,换来更低的功耗和更强的读写性能

因此采用了长江存储颗粒的固态在传输速度,读写延迟上都有不错的表现。

数据来源:超能网 ▼

好东西,我全都要!

不仅如此,长江存储的这套研发方式不但是缩小了单个芯片的面积,让生产的成本降低。

同时还改变了整个闪存的生产流程,让研发成本和研发周期都大幅度降低。

我的产品不但性能比你强,而且生产更新迭代的也比你快。

毕竟过去这两部分电路是连在一起的,咱们要设计一款新的存储芯片,就得同时考虑到这两款芯片的研发,测试。。。其中要是任何一个部分坏了都得重新流片,推倒重来。

但是对长江存储来说,这是两件独立的事情。存储单元和读写单元可以分开设计,反正我能连起来,这样整体研发周期就有了巨大的优势。

按照长江存储自己的说法, Xtacking 可将产品开发时间缩短至少 3 个月,并将生产周期缩短 20% 。

或许,这也是这家年轻的公司,能在短短几年内快速迭代,在产品性能上让大家满意的原因。

>/ 长江存储,路有多长?

那么,这样一家在闪存领域让大家满口称赞的公司,去年占据了多少市场份额呢?

4.8%

看着确实不算高,但是转念想想,这家公司 2016 年才正式成立, 2019 年的时候占据的市场份额更是低到只有 1.3% ,属于是在 others 里面都算 other 了。

最上面那条绿色的 YMTC 就是长江存储 ▼

显然,长江存储不愿意当一辈子的 other ’ s other ,但是闪存是个很残酷的市场,你的产品堆叠层数比别人少,那就是性能差,没人买的代名词。

而且早在前几年,他们的研发之路也不是一帆风顺,甚至可以用一路吃瘪来形容

2017 年好不容易弄出了 32 层 NAND 堆叠,但是三星在同年已经推进到了 64 层 NAND ,长存的产品根本卖不出去,只好烂在手里。

好不容易又憋了几年,长江存储也攻破了 64 层 3D NAND ,但同年三星又宣布 128 层的 NAND 的堆叠结构已经准备量产。

在这些技术的关键路径上,长江存储虽然奋起直追,但每次都是后人一步。

好在它们没有气馁,看着自己不到 2% 的市场份额也没说啥,咬咬牙继续干。

凭借自家的 Xtacking 技术,直接跳过了常规的 96 层堆叠结构,在 128 层堆叠时实现了对世界主流技术的追赶。

而且就连苹果这样 " 苛刻 " 的甲方也多看了几眼长江存储,若不是美国商务部从中作梗,展开了一系列操作,咱们现在手头的 iPhone 14 里面,可能用的就是长江存储的产品。

能逼得美国商务部亲下场 " 认证 " ,这长江存储的产品是个啥水平,大家懂了吧。

>/ 路漫漫其修远兮

托尼和大家分享一个玩笑话:

不知道大家有没有发现,这两年,三星、美光、海力士的内存,或者海力士、铠侠它们的闪存工厂。

已经很久很久没有失火了。

欸,这么好的涨价 " 借口 " 为啥不接着用呢?

过去一根 8G 内存条卖 800 ,一条 128G 的固态 500 都买不到的日子我还记得呢。

这些海外厂商自然不是因为良心发现,不想赚这笔钱了,而是面对海外的涨价公式,我们消费者有了更多的国产替代,有了更多的选择。

看看这两年,长江存储的颗粒发布后, 1T 的固态硬盘甚至只需要 600 多块钱就能买到。

为什么我们要去做国产,这就是国产的意义。

前两个月,长江存储的日子不算好过,打入苹果供应链是大家对它们这几年努力的肯定,同时也是一场来自美国商务部的考验,当猥琐发育被人摆到明面上来之后,面临的制裁也是接连不断:

逼迫苹果放弃使用长江存储的产品,禁止出口部分闪存生产设备,要求美籍人士必须离开这家公司,还预备将长江存储列入实体名单实施更前一步的制裁。

还是熟悉的操作,还是一样的味道,万幸的是,长江存储面临的困境可能比几年前的华为好一些。

毕竟存储芯片不需要 5nm , 6nm 这些先进制程,那些东西咱们确实目前还有一定的距离,但是当工艺被拉到 20nm 这个尺度上,咱们的选择就多了不少,美国也没这么好制裁。

而且长江存储还有着自己的法宝 Xtacking ,在设计,生产和成本控制上都有自己的独特优势。

前些天,还在重压之下,用自己的产品交出了答卷—— 232 层的 3D NAND 闪存。

在芯片行业,被卡脖子的故事我们这几年看的多了,总归是希望能听到一些不一样的。

在文章的最后,托尼分享一段最近经常看到的文字吧,送给每一个脚踏实地的国产厂商。

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