长江存储128层QLC 3D NAND闪存已送样 3年实现跨层升级 关键技术是这个

《科创板日报》（上海，记者 周源）讯， 4月13日，长江存储宣布128层QLC 3D NAND闪存研发成功，且已在群联、联芸等多家控制器厂的终端存储器产品上通过验证。

3年实现32层到128层跨越 三星用了33年

这款闪存型号闪存X2-6070，是业内首款128层QLC规格的3D NAND闪存。QLC是继TLC（3 bit/cell）后3D NAND新的技术形态，具有大容量、高密度等特点，适合于读取密集型应用。长江存储市场与销售高级副总裁龚翊表示，“作为闪存行业的新人，长江存储用短短3年时间实现了从32层到64层再到128层的跨越。”

方正证券科技行业首席分析师陈杭对记者称，“这相当于芯片工艺实现了7nm制程，很不容易。韩国三星从1987年就开始做，33年才实现。”

有要求匿名的一家著名业内公司研发人员对《科创板日报》记者表示，“长存技术进展速度确实快，但不知良率性能和散热如何，能否达标？”据记者从供应链人士处得到的消息，这款产品还没量产，“刚送样”。因此良率情况目前还不清楚。

上述人士对记者说，“主要是Etch很难做，这道工艺直接影响闪存性能和散热。如果Etch工艺不过关，则良率就会有很大影响。即使量产，性能也难以保证。”Etch，中文名“刻蚀”，是微电子IC制造工艺及微纳制造工艺中的关键步骤，也是技术难点。

记者从长江存储获悉，这款128层QLC 3D NAND闪存产品，将于2020年-2021年中实现量产，目标产能10万片/月。有供应链人士对《科创板日报》记者称，“长存128层闪存在今年年底产能预计达到5万片/月，明年到10万片/月。”

跨层“升级”的关键：Xtacking架构

目前，长江存储的主打产品是64层闪存产品。此次128层QLC 3D NAND闪存研发成功，相当于从64层跨过96层直接到了128层，技术跨度较大。据长江存储联席首席技术官汤强称，这主要得益于采用的Xtacking架构。这种设计方式，将CMOS晶圆和存储阵列的晶圆分开优化、分开生产、分开研发，有效解决了技术问题。

在长江存储128层系列产品中，Xtacking已升级至2.0，进一步释放3D NAND闪存潜能。在I/O读写性能方面，X2-6070可在1.2V Vccq电压下实现1.6Gbps（Gigabits/s 千兆位/秒）的数据传输速率，为当前业界最高。由于外围电路和存储单元分别采用独立的制造工艺，CMOS电路可选用更先进的制程，同时在芯片面积没有增加的前提下Xtacking2.0还为3D NAND带来更佳的扩展性。

据长江存储介绍，综合而言，Xtacking 2.0的特性有三个方面：更高的I/O读写速度，CMOS晶圆和阵列晶圆分开优化以及更高的扩展性能。到此次128层业界第一颗QLC 3D NAND闪存成功研发，长江存储认为其技术水平已与世界主流追平。

长江存储加入全球3D NAND技术角逐，以32层技术切入，与世界主流技术的时间差达到4-5年。应用64层技术后，这个“时差”缩短至2年。

QLC：优质大容量存储介质

记者了解到，刚研发成功的这颗X2-6070 QLC闪存，每颗芯片拥有128层三维堆栈，共有超过3665亿个有效的电荷俘获型（Charge-Trap）存储单元 ，每个存储单元可存储4字位（bit）的数据，共提供1.33Tb的存储容量。如果将记录数据的0或1比喻成数字世界的小“人”，一颗长江存储128层QLC芯片相当于提供3665亿个房间，每个房间住4“人”，共可容纳约14660亿“人”居住，是上一代64层单颗芯片容量的5.33倍。

闪存和SSD（固态硬盘）领域知名市场研究公司Forward Insights创始人兼首席分析师Gregory Wong认为：“QLC降低了NAND闪存单位字节（Byte）的成本，更适合作为大容量存储介质。比如可以作为服务器和数据中心的存储介质，适合AI计算、机器学习和大数据读取密集型应用。”

龚翊表示，128层QLC版本将率先应用于消费级SSD，并逐步进入企业级服务器和数据中心等领域。

长江存储闪存芯片已打入苹果供应链？回应：不予置评

【文/观察者网 吕栋 编辑/周远方】

3月29日，台湾媒体《科技新报》曝出，中国大陆闪存芯片厂商长江存储今年正式打入苹果iPhone供应链。该报道还称，从出货时间来看，长江存储应该是为刚刚发布的新款iPhone SE供货。

《科技新报》报道截图

随后观察者网就此事联系长江存储，该公司相关人士回复称：不予置评。

CINNO Research 半导体事业部总经理Elvis Hsu告诉观察者网，苹果手机闪存现在的主要供应商为韩国SK海力士和日本铠侠。如果长江存储能够打入苹果供应链，则意味着中国闪存技术的发展已经受到国际上的认可与肯定。2022年，将是长江存储代表中国闪存技术突破并站上国际高端产品供应链的元年。

长江存储武汉厂区 拍摄/观察者网 吕栋

有外媒称苹果还在评估

观察者网注意到，在《科技新报》之外，国外科技媒体Light Reading也在关注长江存储打入苹果供应链一事。不过该报道3月28日援引瑞信的报告称，苹果目前还在评估长江存储的产品，通过后可能为即将上市的iPhone14提供闪存芯片。

“据我们所知，苹果自2021年以来一直在努力改变其开发的NAND控制器的设计，以支持长江存储的产品，”瑞信的报告称，“然而控制器IC设计已被推迟，虽然目前还不清楚是否会采用长江存储，但我们预计苹果将在未来1-2个月内决定。”

Light Reading报道截图

闪存是一种非易失性存储器，即断电数据也不会丢失，因此也是最常见的存储芯片。用最通俗易懂的话来说，手机参数8G+128G中的128G指的就是闪存容量，电脑中的固态硬盘（SSD）也会用到闪存芯片。

由于三星、铠侠、SK海力士、西部数据、美光等企业长期在闪存市场占据主导地位，苹果之前也都是从这些美日韩厂商采购闪存产品。但长江存储的出现，让这个高度集中的市场出现一个中国大陆玩家。长江存储成立于2016年7月，总部位于武汉，是一家专注于3D NAND闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业。

观察者网注意到，日媒《日经亚洲》早在2018年2月就曾报道过苹果和长江存储洽谈合作一事。当时的报道称，由于长江存储的闪存尚未量产，该公司可能要在2020年之后才能生产出符合苹果要求的产品，“苹果与长江存储的交易将是中国科技发展的里程碑”。

但观察者网专栏作者铁流彼时撰文解读称，这场谈判更像是苹果的公关和宣传。他认为，在技术水平和产品成本相对于国外巨头都存在差距的情况下，像苹果这样非常商业化的公司未必会牺牲自己的利益扶持中国存储芯片厂商。但他也提到，在长江存储达到国外企业的水平后，苹果向其采购闪存芯片并非完全没有可能。

随着四年时间过去，长江存储不仅实现中国首款64层3D NAND闪存量产，还在2020年跳级推出128层TLC/QLC两款产品。2021年7月，有业内人士告诉观察者网，长江存储128层TLC闪存已量产，并且其首创Xtacking技术，不存在专利风险。

图源：CFM闪存市场

CINNO Research半导体事业部总经理Elvis Hsu向观察者网分析指出，长江存储以其自研的闪存技术在2018年正式推出了Xtacking架构3D闪存32层堆叠，仅用三年时间就研发出128层堆叠的3D QLC NAND闪存芯片，效率相当高。

“与三星（V-NAND）、美光（CTF CuA）和SK海力士（4D PUC）现有的128层堆叠512Gb 3D TLC NAND闪存产品相比，长江存储裸片尺寸更小，这使得它拥有最高密度。乐观期待长江存储继续研发196-200层以上的技术超越日韩的技术发展，同时尽快完成产能的扩充以取得更多市场份额。”Elvis Hsu表示。

2020年11月，观察者网曾独家报道，长江存储CEO杨士宁在一场公开活动上透露，该公司用3年时间实现从32层到64层再到128层的跨越，这是国际厂商6年时间才走完的路，并且该公司产品已经打入国内某知名手机厂商的供应链。杨士宁还形容这是“出道即巅峰”。

不过与三星等闪存龙头相比，长江存储作为后来者无论是技术和产能仍存在差距。在技术方面，三星已在布局200层以上产品，美光和铠侠等也已在过去一年多推出176层和162层等产品。在市场份额上，TrendForce集邦咨询数据显示，截至2021年四季度，国外前六大NAND闪存厂商仍占据着96%的市场份额。

图源：TrendForce集邦咨询

“制裁对美国企业来说是灾难”

尽管在规模上尚无法与国际巨头相提并论，但长江存储成立以来的进展不仅引起了苹果公司的注意，也吸引了美国政客的目光。Light Reading报道称，美国鹰派一直在推动将长江存储纳入出口管制，因为其产能扩张对美国企业构成了潜在的低成本威胁。白宫曾预估，长江存储2022年将达到英特尔闪存产能的两倍。

而长江存储之前曾在一份公告中称，该公司自成立以来，始终秉承守法合规的经营理念。在国内外各项业务中，长江存储严格遵守所在地法律法规，所提供的产品与服务均为面向商用及民用市场。

2021年底，丹麦咨询公司Strand Consult的罗斯林•莱顿（Roslyn Layton）在《福布斯》杂志撰文指出，尽管美国鹰派政客竭力游说，但许多美国半导体设备制造商正在与长江存储的合作中获得“可观收入”。这一利益纠葛的存在，似乎让美国政府不得不三思后行。

总部位于美国加州的半导体设备厂商应用材料公司（Applied Materials)，是莱顿提到的公司之一。在提交给美国证券交易委员会（SEC）的文件中，应用材料披露，中国大陆是该公司2021年最大的收入来源地，贡献了该公司三分之一的收入，约75亿美元。同样位于加州的泛林半导体情况类似，该公司去年在中国大陆的销售额约为51亿美元，占总销售额的35%，而2019年仅为22%。

应用材料公司 图源：Electronic Design

Light Reading评论称，美国商务部如果进一步实施制裁，对依赖中国大陆市场的美国企业来说将是一场灾难（a disaster）。在美国商务部没有明确禁令的情况下，苹果使用长江存储的芯片不会遇到法律障碍。

多供应商一直是苹果的重要策略。今年2月，苹果闪存供应商之一的日本铠侠遭遇材料污染事故，使其3D NAND闪存产量至少减少6.5EB（约合70亿GB）。在此背景下，TrendForce集邦咨询研究显示，随着市场整体供给明显下修，今年第二季度NAND Flash的价格将翻涨5-10%。

数据来源：TrendForce集邦咨询

这种情况可能也是苹果考虑长江存储的原因之一。芯谋研究分析总监宋长庚向观察者网分析指出，自长江存储成立以来，依次推出32层、64层和128层等3D NAND闪存产品，预计下一代产品也已经在路上。产品稳步迭代，可以算是“小步快跑”。最近NAND存储器处于供不应求的状态，终端公司也乐见多一个供应商，以提升供应链的健壮性。

除此之外，中国市场2021年为苹果贡献营收680亿美元，同比增长70%，是该公司增长最快的市场，选用中国生产的零部件对品牌形象的帮助，或许也是苹果在意的因素。Light Reading评论称，“任何对苹果生意的威胁都会被严肃对待。”

本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。

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