长江存储|长江存储Xtacking技术:用它,国产存储打败了美光、三星

长江存储|长江存储Xtacking技术:用它,国产存储打败了美光、三星

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长江存储|长江存储Xtacking技术:用它,国产存储打败了美光、三星

先说一个事实 , 那就是中国大陆的长江存储 , 成为了全球第一家量产232层3D NAND闪存芯片的厂商 , 技术已经超过了三星、美光、SK海力士、铠侠等巨头 。
事实上 , 长江存储一直保持低调 , 并没有公布这个事实 , 但是TechInsights发现使用长江存储芯片颗粒的SSD太强了 , 于是拆解了这一款海康威视的 CC700 2TB 的固态硬盘 , 最后才发现 , 这款SSD用上了 232 层的 3D NAND 结构 。
于是消息刷屏网络 , 广大网友是兴奋不已 , 因为这可能是第一次 , 中国大陆厂商在半导体领域 , 技术全球第一 。

那么问题就来了 , 一家成立仅7年多的公司 , 怎么就能够在技术上超过三星、美光这些巨头呢?这里要提到长江存储自研的一个3D技术 , 那就是Xtacking , 也称之为“晶栈” 。
我们知道芯片提升性能的常见办法是提升工艺 , 比如从14nm提升至10nm , 再7nm , 5nm , 3nm , 这种方法是平面微缩 。
而在NAND这种存储芯片中 , 大家发现 , 当工艺提升至15nm左右后 , 再微缩工艺 , 会导致数据不稳定 , 有可能出现丢失、错乱等现象 。

而NAND是用于SSD等存储设备的 , 一旦存储的数据出问题了 , 那这设备拥有再高的性能 , 也没人用 , 数据稳定安全大于一切 。
于是存储芯片厂商们 , 在15nm后 , 已经不再是提升工艺 , 而是改变策略 , 不再从平面来微缩晶体管了 , 而是采用上、下堆叠 , 变成3D结构 。
而XX层3D NAND闪存 , 即代表着这块芯片 , 是采用了上下XX层的堆叠技术 , 堆叠的越多 , 技术越先进 , 存储密度越高 。

存储芯片其实分为两个功能区的 , 一个是负责存储数据的单元 , 一个是读取/存入数据的单元 , 这两块是相互独立 , 但又紧密联系的 。
而长江存储在不断的研究中发现 , 如果读取/存入数据的单元 , 将工艺进行微缩 , 比如提升至14nm , 12nm等 , 与15nm工艺相比 , 是可以大幅度的提升读取/存入数据的速度的 。
而存储数据的单元 , 则不能提升工艺 , 只能维持在15nm或更成熟的工艺 , 一旦提升工艺 , 稳定性就下降了 。

于是长江存储有一个大胆的想法 , 既然这两部分是相互独立的 , 且特性也不一样 , 那干脆就将他们分开好了 , 用不同的工艺来制造 。
长江存储的Xtacking就这样诞生了 , 他是一种3D立体结构 , 其中存储单元和读取/存入数据的单元是分属不同的晶圆上的 。
这样存储数据的单元 , 采用成熟一点的工艺来制造 , 保证数据的稳定性 。 但是读取/存入数据的单元 , 则采用先进一点的工艺来制造 , 保证读取/写入的速度 , 再通过电路将两者连接起来 。

这样 , 制造出来的3D NAND闪存 , 既能够保证数据的稳定性 , 又能够保证良好的读取/写入性能 , 达到两者兼顾的目的 。
同时采用Xtacking技术来制造芯片 , 还能够大大缩短芯片周期 , 因为读取/写入部分 ,与存储部分 , 可以分开制造 , 采用不同工艺 , 能够大大提高生产效率 。 于是长江存储就靠Xtacking这一技术 , 超过了三星、美光等巨头 , 率先全球量产232层3D NAND 。
【长江存储|长江存储Xtacking技术:用它,国产存储打败了美光、三星】当然 , 技术是超过了 , 但后果很严重 , 美国被吓住了 , 将长江存储拉入了“实体清单” , 对一些先进设备进行了限制 , 可以预测的是 , 在这样的情况下 , 这一先进工艺要扩产 , 比较困难了 , 估计会错过通过技术 , 抢占市场的窗口期 , 而这也是美国的目的 。