今天，長江存儲正式對外界宣布：公司已開始量產(chǎn)基于Xtacking架構的64層256 Gb TLC 3D NAND閃存，以滿足固態(tài)硬盤、嵌入式存儲等主流市場應用需求。
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作為中國首款64層3D NAND閃存，該產(chǎn)品將亮相IC China 2019紫光集團展臺。未來將推出集成64層3D NAND閃存的固態(tài)硬盤、UFS等產(chǎn)品，以滿足數(shù)據(jù)中心，以及企業(yè)級服務器、個人電腦和移動設備制造商的需求。
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長江存儲64層3D NAND閃存晶圓?
這意味著中國打破了多年由美企（英特爾等）、韓企（三星、SK海力士、美光等）主導的存儲芯片市場。?
長江存儲的Xtacking架構還在2018年的世界閃存峰會上獲得“Most Innovative Flash Memory Starup”獎，翻譯成中文的意思就是：最具創(chuàng)新閃存創(chuàng)始公司。?
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創(chuàng)新在于Xtacking架構實現(xiàn)了比傳統(tǒng)3D NADA更高的存儲密度。傳統(tǒng)的3D NADA架構中，外圍電路約占芯片面積的20-30%，隨著3D NADA技術堆疊的越高，外圍電路占芯片整體面積的比例就越大，而Xtacking能夠?qū)⑼鈬娐分糜诖鎯卧希蠓嵘a(chǎn)品的存儲密度。?
當兩片晶圓各自完工后，創(chuàng)新的Xtacking?技術只需一個處理步驟就可通過數(shù)十億根垂直互聯(lián)通道(VIA)將兩片晶圓鍵合。帶來了更快的I/O傳輸速度、更高的存儲密度和更短的產(chǎn)品上市周期。其核心容量已經(jīng)提升到256Gb，達到世界主流水平，可輕松制造512GB到1TB容量的固態(tài)硬盤。_24.jpg)
Xtacking?技術的研發(fā)成功和64層3D NAND閃存的批量生產(chǎn)也標志長江存儲成功走出了一條高端芯片設計制造的創(chuàng)新之路。??13年砸下780億美元，長江存儲為破局而生?
根據(jù)集邦咨詢半導體研究中心(DRAMeXchange)調(diào)查，2019年第二季NAND Flash（閃存）市場，三星電子繼續(xù)保持龍頭地位，其第二季營收達37.66億美元，市場占比34.9%；東芝存儲、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士、英特爾分別以18.1%、14%、13.5%、10.3%、8.7%的市場占比位列二至六位。以上六家巨頭壟斷了全球的NAND FLASH市場供應，其他所有公司的市場份額僅占0.5%。_22.jpg)
圖源：集邦咨詢?
觀察六大供應商發(fā)展狀況，目前主流出貨多在64/72層產(chǎn)品，并已量產(chǎn)92/96層的產(chǎn)品。今年8月6日，三星電子宣布，已開始生產(chǎn)業(yè)內(nèi)首批 100 層 V-NAND 閃存。?
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圖源：中國內(nèi)存市場?
根據(jù)長江存儲發(fā)展規(guī)劃，在推出64層產(chǎn)品后，相較于其他供應商先發(fā)展9x層的步調(diào)，但長江存儲的目標是直攻128層以縮減與其他供應商的差距。?
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從圖中可看出長江存儲就像一只剛猛的黑馬，勢如破竹。與其他供應商的技術差距直接縮短2年左右。長江存儲64層 3D NAND閃存量產(chǎn)，標志著中國制造的閃存芯片打破壟斷，與六大供應商展開面對面的正面競爭。?
2014年11月，中國成立國家集成電路大基金，這個基金推動中國先進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。?
2016年3月，在集成電路產(chǎn)業(yè)基金的支持下，武漢新芯宣布投資240億美元在武漢打造一個世界級的半導體存儲企業(yè)，集中精力研究生產(chǎn)NANDFLASH和DRAM。?
項目分三個階段部署，第一家工廠專注NAND閃存生產(chǎn)，第二家工廠專注DRAM芯片生產(chǎn)，第三個階段的設施將專為供應商服務。請注意，第一家工廠是做NAND FLASH的，長江存儲優(yōu)先量產(chǎn)的是NAND FLASH產(chǎn)品。_15.jpg)
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2016年7月，紫光集團參與進來，各方在武漢新芯公司的基礎上成立了長江存儲公司并控股武漢新芯。長江存儲由紫光集團子公司紫光國芯，集成電路基金、湖北國芯產(chǎn)業(yè)投資基金合伙企業(yè)和省科投共同出資。其中，紫光國芯出資197億元人民幣，占51.04%。?
2017年1月，紫光集團進一步宣布投資300億美元，在江蘇南京投資建設半導體存儲基地，一期投資100億美元，建成月產(chǎn)能10萬片，主要是生產(chǎn)3D NAND FLASH(閃存)、DRAM存儲芯片。?
2018年6月，紫光集團宣布投資240億美元，在西川成都建3D閃存工廠，2018年10月中旬動工，預計2020年12月主體完工，第一期建成之后，將月產(chǎn)10萬片，三期都完成后將擁有月產(chǎn)30萬片的一個生產(chǎn)能力。?
2019年9月，長江存儲宣布量產(chǎn)的64層256 Gb TLC 3D NAND閃存。?
武漢工廠240億美元+南京工廠300億美元+成都工廠240億美元，長江存儲項目中國砸了780億美元，NAND Flash便是長江存儲最先發(fā)力的方向。?
長江存儲越階挑戰(zhàn)，未來將直面各大老牌供應商。但筆者認為，凡事應該求精，國產(chǎn)技術趕超是好事，如果在保障質(zhì)量的前提下價格貴點相信很多廠商都會接納。但如果只是技術進步，扔到市場上不被消費者接納，將是一個大問題。?2?
閃存技術52年發(fā)展史起源于60年代末，80年代初提出的概念。?1967年。貝爾實驗室江大原（Dawon Kahng，韓裔）和施敏博士（Simon Sze）共同發(fā)明了浮柵MOSFET，即所有閃存，EEPROM和EPROM的基礎。?
1970年。Dove Frohman發(fā)明了第一款成功的浮柵型器件——EPROM，通過照射紫外線光擦除，在存儲軟件中廣受歡迎，對英特爾成功推出微處理器非常重要。?1979-81年。Eli Harari，美國閃存存儲開發(fā)商SanDisk(閃迪)創(chuàng)始人，當時受聘于英特爾，發(fā)明了世界上首個電可編程和可擦除存儲器——EEPROM，并展望了浮柵的未來愿景——取代磁盤，但提案被當時的英特爾CEO Andy grove否決。?1984年。閃存之父Fujio Masuoka博士在東芝時，提交了一份關于浮柵新用途的行業(yè)白皮書，整個芯片的內(nèi)容都可以在相機的閃光（flash）的瞬間被擦除。之后Masuoka博士在圣何塞舉行的IEEE 1984綜合電子設備大會上正式介紹了閃存（Flash Memory）。?1986年，英特爾推出了閃存卡概念，并且成立了專注于SSD的部門。?1987年，Masuoka博士又再接再厲發(fā)明了NAND閃存即2D NAND。?1988年。英特爾看到了閃存的巨大潛力，推出了首款商用閃存芯片，成功取代了EPROM產(chǎn)品，主要用于存儲計算機軟件。同年3月1日，Eli創(chuàng)立Sundisk(后更名為SanDisk閃迪)，致力于讓閃存更像一塊磁盤用來存儲數(shù)據(jù)。?1989年。SunDisk提交了系統(tǒng)閃存專利。M-Systems成立，不久推出閃存磁盤概念，這是閃存SSD的先驅(qū)。同年，英特爾發(fā)售了512K和1MB NOR Flash。Psion推出了基于閃存的PC。微軟與英特爾合作推出了閃存文件系統(tǒng)。西部數(shù)據(jù)則與SunDisk完全模擬傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)ATA硬盤，推出了基于NOR Flash的SSD。隨后三星和東芝各自推出NAND閃存，擦寫時間更快，密度更高，比NOR Flash成本更低，并且擁有高于十倍的耐用性。但其的I/O接口只允許順序訪問數(shù)據(jù)，適用于諸如PC卡和各種存儲卡類的大容量存儲設備。?90年代初，閃存行業(yè)以前所未有的速度迅速擴張，1991年營收達到1.7億美元，1992年達到2.95億美元，1993年升至5.05億美元，1994年達到8.64億美元，1995年直接達到了18億美元。?1991年。SunDisk推出首款基于閃存的ATA SSD，容量為20MB。當時10000臺IBM ThinkPad掌上筆記本電腦提供SSD取代磁盤的服務支持。東芝發(fā)布全球首個4 MB NAND閃存。柯達以13000美元的價格發(fā)售了第一臺專業(yè)數(shù)碼相機DSC100。Zenith Poqet和惠普在計算機展銷會上展示了使用閃存卡的掌上筆記本電腦。1992年。AMD和富士通推出了首款NOR產(chǎn)品。英特爾推出包括第二代FFS 2，8MB閃存芯片，4MB-20MB線性閃存卡和用于BIOS應用的1MB Boot Block NOR Flash，首次采用內(nèi)部寫狀態(tài)機管理閃存寫算法。SunDisk則推出了PCMCIA閃存卡。自1992年開始，PC開始采用閃存進行BIOS存儲。?1993年。英特爾推出了16MB和32MB NOR Flash。英特爾和康納聯(lián)合開發(fā)了5MB/10MB ATA閃存盤。蘋果在他們的Newton PDA中開始使用NOR Flash。?1994年。SunDisk針對SSD應用推出Compact Flash卡和18MB串行NOR Flash芯片。?1995年。SunDisk更名為SanDisk（閃迪）推出了34MB 串行NOR Flash，這是首款面向SSD應用的MLC閃存芯片。1996年。東芝推出了SmartMedia存儲卡，也稱為固態(tài)軟盤卡。三星開始發(fā)售NAND閃存。SanDisk推出了采用MLC串行NOR技術的第一張閃存卡。1997年。第一部手機開始配置閃存，消費級閃存市場就此打開。?1999年。NOR Flash營收超過40億美元。東芝和SanDisk合作創(chuàng)建了閃存制造合資企業(yè)。美光宣布超過10億個閃存芯片已發(fā)售。?2001年。東芝與SanDisk宣布推出1GB MLC NAND。SanDisk自己推出了首款NAND系統(tǒng)閃存產(chǎn)品。日立推出了AG-AND。三星開始批量生產(chǎn)512MB閃存設備。?
2004年。NAND的價格首次基于同等密度降至DRAM之下,成本效應將閃存代入計算領域。?2005年。蘋果公司推出兩款基于閃存的iPod——iPod shuffle和iPod nano。微軟發(fā)布混合硬盤概念。MMCA（多媒體卡協(xié)會）推出MMCmicro卡。三星率先采用70nm制程量產(chǎn)NAND閃存。美光也推出了NAND產(chǎn)品。同年超過30億閃存芯片發(fā)售被發(fā)貨。NAND總發(fā)售容量超過DRAM。?2006年。閃存營收超過200億美元。英特爾推出Robson Cache Memory，現(xiàn)在稱為Turbo Memory（迅盤）。微軟推出ReadyBoost。今年對SanDisk而言是重要的一年。公司宣布推出單元存儲4比特的NAND技術和microSDHC卡。與此同時，SanDisk還收購了Martix Semiconductor和M-Systems兩家公司。三星和希捷展示了首款混合硬盤。美光和英特爾正式合作組建IMFT，用于制造NAND閃存。Spansion推出ORNAND閃存，并宣布開始采用65nm制程工藝生產(chǎn)300mm晶圓。?2007年。閃存營收突破220億美元（NAND 營收145億美元）。東芝推出eMMC NAND以及首款基于MLC SATA的固態(tài)硬盤。IMFT開始發(fā)售50nm NAND閃存。Apple正式推出了初代配置4GB或8GB閃存的iPhone。Fusion-io宣布推出基于 MLC NAND的640 GB ioDrive。BitMicro面向軍事應用推出3.5英寸SSD，容量為1.6TB。Spansion收購了Saifun。戴爾對自身筆記本電腦配置加入了SSD選項，售價低于200美元的上網(wǎng)本加入了閃存存儲。希捷推出了第一款混合硬盤——Momentus PSD。?2008年。SanDisk推出ABL以實現(xiàn)加速MLC，TLC和X4 NAND。英特爾和美光宣布推出34nm MLC NAND。東芝首次推出了512GB的MLC SATA SSD。IBM首次展示了“百萬IOPS”的閃存陣列。EMC宣布將基于閃存的SSD用于企業(yè)SAN應用。蘋果推出了兩代MacBook Air，分別配備64GB和128GB SSD，沒有硬盤選項。美光，三星和Sun Microsystems宣布推出高耐用性閃存。Violin首次推出基于全閃存的存儲設備。三星宣布推出150GB 2.5英寸MLC SSD。美光推出首款串行NAND閃存。東芝開發(fā)了3D NAND結構BICS。?2009年。英特爾和美光推出34nm TLC NAND。三星推出首款配置64GB SSD的全高清攝錄一體機。希捷進入SSD市場。SandForce推出了第一款基于數(shù)據(jù)壓縮的SSD控制器。Virident和Schooner針對數(shù)據(jù)中心推出了第一款基于閃存的應用設備。Plaint推出了首款SAS SSD。SanDisk發(fā)售每單元存儲4比特的SDHC和Memory Stick Pro卡。西部數(shù)據(jù)收購了SiliconSystems進入SSD市場。SanDisk推出了號稱數(shù)據(jù)可保存100年的閃存存儲庫。?2010年。東芝推出基于16核堆棧的128GB SD卡。英特爾和美光公司推出25nm TLC和MLC NAND。同年，Numonyx被美光收購、SST被Microchip收購。三星開始生產(chǎn)64 GB MLC NAND。希捷宣布推出首款自管理混合硬盤——Momentus XT。?2011年。是一個收購年。LSI收購SandForce；SanDisk收購IMFT，蘋果收購Anobit，F(xiàn)usion-io收購IO Turbine。希捷推出了第二代Momentus XT混合硬盤，擁有8GB NAND閃存和750GB HDD存儲容量。2012年。三星創(chuàng)造了3D NAND，推出第一代3D NAND閃存芯片，也是第一款32層 SLC V-NAND SSD——850 PRO。SanDisk和東芝宣布推出支持128GB芯片的19nm閃存。希捷推出了結合閃存和HDD的SSHD。Elpida推出ReRAM。美光和英特爾推出20nm的128Gb NAND芯片。SK電信收購海力士半導體的控股權，SK海力士成立。Spansion推出了8Gb NOR芯片。SanDisk收購了FlashSoft。OCZ收購了Sanrad。三星收購了NVELO。英特爾收購了Nevex并推出CacheWorks。LSI推出了配置MegaRAID CacheCade緩存軟件的Nytro閃存。美光推出了2.5英寸企業(yè)級PCIe SSD。?
2013年。三星宣布推出24層3D V-NAND，并在2013年美國閃存峰會（FMS）上展示了1TB SSD。Diablo Technologies宣布推出內(nèi)存通道存儲技術。SMART Storage Systems將Diablo的設計納入ULtraDIMM。西部數(shù)據(jù)和SanDisk采用iSSSD+HDD推出了SSHD。東芝推出了一系列SSHD。Everspin宣布發(fā)售STT MRAM。M.2 PCIe接口正式發(fā)布NVMe標準，以加速與閃存存儲的通信。西部數(shù)據(jù)先后收購了sTec，Virident和Velobit。SanDisk收購SMART Storage Systems。美光收購了破產(chǎn)的日本芯片制造商爾必達。英特爾推出了英特爾緩存加速軟件。?2014年。三星，SanDisk和東芝宣布推出3D NAND生產(chǎn)設備。SanDisk推出了4TB企業(yè)級SSD，還發(fā)布了128GB microSD卡。IBM宣布其eXFlash DIMM采用了SanDisk ULLtraDIMM以及Diablo的內(nèi)存通道存儲技術。三星還開始發(fā)售32層 MLC 3D V-NAND——850 EVO。?2015年。SanDisk推出InfinitiFlash存儲系統(tǒng)。賽普拉斯半導體收購Spansion。東芝和SanDisk宣布推出48層3D NAND。英特爾和美光宣布推出384GB 3D NAND。三星推出首款NVMe m.2固態(tài)硬盤和48層 V-NAND。SanDisk推出 200GB microSDXC UHS-I卡。賽普拉斯推出4MB串行FRAM。英特爾和美光宣布推出3D XPoint Memory。英特爾還基于XPoint技術推出了Optane DIMM和SSD。?2016年。東芝發(fā)售了用于iPhone 7的48層TLC NAND。同年，SK海力士基于36層堆疊技術發(fā)售了用于LG V20的UFS系列產(chǎn)品。武漢新芯集成電路制造有限公司（XMC）在中國開設第一家NAND閃存工廠。美光展示了768GB 3D NAND。西部數(shù)據(jù)以190億美元的價格收購SanDisk。Everspin在年底前宣布推出256MB MRAM芯片和1 GB芯片。IBM發(fā)布TLC PCM存儲芯片。英特爾著手向企業(yè)級市場發(fā)售3D NAND產(chǎn)品，而美光則改道消費級市場發(fā)售SSD。?2017年，SK海力士發(fā)售72層3D NAND。東芝。英特爾發(fā)售Optane SSD。HPE（新華三）收購Nimble和Simplivity。三星與東芝/西部數(shù)據(jù)發(fā)售96層3D NAND。美光發(fā)售字符串堆棧3D NAND。Everspin發(fā)布1GB STT-MRAM芯片樣品。同年，2005年成立的閃存陣列老牌廠商Violin Memory破產(chǎn)后被私有化，目前已重回存儲舞臺。?2018年，貝恩資本財團完成對東芝閃存業(yè)務的180億美元收購案。英特爾發(fā)布Optane DC（數(shù)據(jù)中心）持久性內(nèi)存。三星發(fā)布告訴Z-SSD。國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金一期針對國內(nèi)半導體行業(yè)投資1387億元，共公開投資了23家國內(nèi)半導體企業(yè)。紫光集團旗下長江存儲研發(fā)32層3D NAND芯片并在年底量產(chǎn)，更計劃在2020年跳過96層3D NAND，直接進入128層堆疊。同年，混合閃存初創(chuàng)公司Tintri申請破產(chǎn)，其資產(chǎn)被HPC存儲供應商DDN以6000萬美元購得。?2019年。英特爾與美光正式結束在NAND Flash技術方面長達14年的合作關系，有業(yè)內(nèi)人士認為英特爾可能會考慮與NAND供應商合作開發(fā)芯片與/或SSD，SK海力士赫然在列。同年，全球公有云巨頭AWS宣布收購基于NVMe over fabric（NVMe-oF）技術做全閃存陣列的存儲公司E8，不斷變化與發(fā)展的閃存市場還在前行中，無論如何，對閃存未來，我們無比期待。
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長江存儲
