5年时间，三星要将3D NAND闪存，堆叠到1000+层

众所周知，逻辑芯片技术前进方向是工艺越来越小，所以我们看到台积电等厂商，将芯片工艺不断的前进，从28nm，到22nm，14nm，再10nm、7nm……3nm。

目前有两大晶圆厂商已经实现了3nm，那么接下来就是2nm、1.4nm、1nm……

但3D NAND存储芯片不一样，厂商们测试发现，当NAND芯片的制程工艺进入到18nm之后，就无法再微缩下去了，不能说再推进到14nm，10nm，7nm等，不是技术不行，而是有其它问题。

厂商们发现，当芯片工艺到了18nm之后，再微缩的话，3D NAND闪存就会不稳定，工艺越先进，越不稳定，而对于存储芯片而言，最重要的就是数据安全，不稳定的芯片，这肯定是不行的。

所以我们看到，这些闪存芯片厂商们，在18nm之后，就不再执着于推进芯片工艺，而是转向了另外一条路，那就是多层堆叠，像盖房子一样往上多盖层数，堆叠的层数越高，存储密度越高，读写速度越快。

所以后来，这些3D NAND厂商们，就主攻堆叠技术，在2016年实现了64层堆叠后，之后就进入了堆叠的高速通道。

以三星为例，2018年实现96层，2019年实现128层，2021年实现176层，2022年搞定236层，速度越来越快。其它存储芯片厂商和三星进度稍不一样，但大差不差，基本处于同一水准。

而国产厂商长存，也在2022年搞定了232层堆叠技术，并且是全球第一家量产的厂商，打破了三星、SK海力士、美光的垄断。

在这样的压力之下，三星等巨头，肯定也是想不断突破，拉开与其它厂商的差距，这不三星近日有了一个3D NAND闪存的堆叠技术计划。

按照三星的计划，2024年是V9版本，310层堆叠技术，然后不断前进，到2030年时，推出V13版本，实现1058层堆叠，到2031年时，是V14版，1428层堆叠……

不过，3D NAND闪存要堆叠，也没有想象中的那么简单，毕竟堆叠层数越多，芯片的厚度就越高，这些问题要怎么解决，还需要三星等厂商，一步一步往前去研究。

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。

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