华为Mate40系列“自研闪存”源自长江存储？

本月初的时候，芯智讯报道了华为Mate40系列疑似采用了华为自研的闪存的消息，由此也引发了一些争论。而现在，最新的消息显示，华为Mate40系列有望采用长江存储的64层3D NAND闪存。

回顾此前的报道，根据网友对于华为Mate40 Pro的闪存性能的实际测试显示，华为Mate40 Pro的持续读取、写入速度分别达到了1966MB/s、1280MB/s，远高于其他旗舰手机。作为对比，采用UFS3.1闪存的小米10至尊版的读写速度分别为1772MB/s、789MB/s；三星Note20 Ultra分别为1750MB/s、736MB/s。从数据对比上来看，华为Mate40 Pro闪存写入提升十分明显，相比竞品的闪存性能，部分增幅甚至超过了70%。

对于Mate 40 Pro的闪存读写速度大幅优于其他旗舰机所采用的最新的UFS 3.1标准的闪存的测试结果，有网友爆料称，华为Mate 40 Pro、Mate 40 Pro+以及Mate40 RS保时捷设计均采用华为自研的一种新型闪存（或为sfs 1.0）。

而根据艾奥科技对于华为Mate40 RS保时捷设计的拆解也显示，其内部采用了印有海思Logo的闪存。也就是说，这款闪存芯片可能是基于华为自研的技术。

但是，我们都知道华为自己并不是存储芯片厂商，并且也不具备研发和生产闪存芯片的能力。而目前像三星、SK海力士、铠侠等主流的闪存厂商基本都是自研、自产、自销，也不存在为第三方代工存储芯片的业务。

不过，目前在存储领域，存在着另一种生意模式，就是一些不具备闪存颗粒生产能力的厂商，向三星、SK海力士、铠侠等主流的闪存厂采购闪存颗粒，然后加上自研的或者第三方的闪存控制器及固件，然后自己（或者委外）进行封装测试，印上自己的LOGO。比如江波龙、佰维存储、时创意等厂商。

所以，对于华为来说，其Mate40系列上出现的印有华为海思自己LOGO的闪存芯片，很可能就是向某些闪存大厂采购了闪存颗粒，然后加上了自研的闪存控制器（华为一直都有自己的自研闪存控制芯片），再通过第三方的封测厂来进行封装。这也能解释，为何Mate40 Pro的闪存性能远超其他UFS 3.1标准的闪存。

那么问题来了，华为是采用的哪家存储芯片厂商的闪存颗粒？

在11月18日的北京微电子国际探讨会上，长江存储CEO杨士宁公开表示，与国际存储大厂相比，该公司用短短3年时间实现从32层到64层再到128层的跨越，3年完成他们6年走过的路。此外，杨士宁还证实了一件事，那就是他们的64层闪存已经成功打入了华为Mate40系列的供应链，意味着未来有望使用在Mate40手机当中。他还借用一句网络用语，表示“出道即巅峰”。

资料显示，2019年9月，长江存储正式宣布，其64层堆栈3D NAND闪存已开始量产。该闪存全球首款基于Xtacking架构的64层256Gb TLC 3D NAND闪存，即每颗裸芯片的存储容量为256千兆字位，每个存储单元为三个字位的3D闪存。

得益于长江存储自研的Xtacking技术，使得长江存储的64层3D NAND闪存则在读写速度和存储密度上得到了大幅的提升。

在I/O速度方面，目前NAND闪存主要沿用两种I/O接口标准，分别是Intel/索尼/SK海力士/群联/西数/美光主推的ONFi，去年12月发布的最新ONFi 4.1规范中，I/O接口速度最大1200MT/s（1.2Gbps）。第二种标准是三星/东芝主推的Toggle DDR，I/O速度最高1.4Gbps。不过，大多数NAND供应商仅能供应1.0 Gbps或更低的I/O速度。而长江存储的Xtacking架构成功将I/O接口的速度提升到了3Gbps，实现与DRAM DDR4的I/O速度相当。

在存储密度方面，传统3D NAND架构中，外围电路约占芯片面积的20~30%，降低了芯片的存储密度。随着3D NAND技术堆叠到128层甚至更高，外围电路可能会占到芯片整体面积的50%以上。Xtacking技术将外围电路置于存储单元之上，从而实现比传统3D NAND更高的存储密度（长江的64层密度仅比竞品96层低10~20%）。

今年4月，长江存储宣布其128层QLC 3D NAND 闪存（型号：X2-6070）研发成功，并已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。与此同时，长江存储的自研的Xtacking技术也进展到了第二代。

另外，在产能方面，根据TrendForce的数据显示，长江存储的目前的投片量已经达到了5万片/月，预计到明年年底将可提高到10万片/月。

而长江存储的64层3D NAND闪存自去年量产之后，目前已经获得了众多SSD品牌厂商的采用，不久前，长江存储还推出了自己的SSD品牌“致钛”，相关的产品也已经上市开售。不过，此次长江存储的64层3D NAND闪存打入华为Mate40系列供应链确实有点令人意外。

受去年5月美国禁令的影响，笔者认为，在去年长江存储64层3D NAND闪存成功量产之后，华为方面应该就已经开始了与长江存储的合作。虽然在今年8月，美国方面升级了对华为的禁令，禁止第三方基于美国技术的芯片或零组件厂商在没有获得许可的情况下向华为供货。但是，长江存储向华为供应的这批64层3D NAND很可能是在9月15日的最终期限之前完成交付的，所以没有违反禁令。

当然，长江存储肯定不是Mate40系列闪存的独家供应商，华为此前也储备了很多其他原厂的闪存芯片。据芯智讯了解，长江存储之前只是小批量向华为Mate40系列供应了一些闪存，至于是否是以闪存晶圆的形式供应的就不清楚了。另外，华为是否也向三星、SK海力士等购买了闪存晶圆也不得而知。

当然，从另一方面来看，存储芯片相比CPU等逻辑芯片来说，在设计的复杂度上可能要低一些，对于美系EDA软件的依赖度也较低，而且长江存储的闪存核心技术也主要是基于自研，同时，存储芯片对于制程工艺的要求也要比手机CPU更低。在从设计到生产的整个过程当中，对于美系软件、技术及设备的依赖度较低。

编辑：芯智讯-浪客剑

V-NAND到底是个啥？三星970EVO Plus强悍性能的背后

当我们在聊固态硬盘的时候，我们到底在聊些什么？经历了十数年的行业发展后，固态硬盘的技术规范和产品形态上逐步实现了统一，各家产品的差异已然上升到了内部架构和核心组件方面的技术代差上了。

简单剖析，固态硬盘产品的内核无外乎三大组件，用于调控整体存储功能和特殊机制的“大脑”即主控芯片，产品内部制作成本最高、担当存储重任的闪存颗粒，以及部分产品上用于产品支撑的缓存颗粒。

至于重要性而言，一举打破存储行业格局，让固态硬盘走入千家万户的存储介质，即闪存颗粒部分，可以说是区别固态硬盘好坏的最重要的内核组件。今天，笔者就以业界知名的三星970EVO Plus为实例，简单聊下关于闪存颗粒的技术和功能演变。

01 关于NAND闪存：单位电荷数Bit的变迁

NAND闪存，按照业界一般的理解， 本质上是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器，其中非易失性的突出特点，使得这种基于通断电存储的介质能够长久的保存数据，最终使得NAND闪存颗粒走向了前台；其实，熟悉闪存的朋友，可能还听过另一个词，即Dram颗粒，即动态随机存取存储器，同样是基于通断电的特性，只不过DRAM芯片的每次存储数据的过程中需要对于存储信息不停的刷新，无法实现长久存储，因而错过了这次“C位出道”的时机。

三星原厂NAND闪存颗粒

NAND闪存工作的原理是通过单位NAND内部电荷数Bit的通电和放电，实现对数据的存储。基于无机械结构的电荷存储优势，NAND闪存技术能够提供包括高性能、稳定、耐摔耐磕碰、一体成型故障率低等多种特点，迅速成为了各家存储厂商研发的重点。

因而，为了进一步提升NAND闪存容量，满足用户对于大容量存储的需求，在以三星、东芝、Intel等领先的NAND原厂推进下，研发出了不同电荷数Bit的多种NAND颗粒，即为SLC(1bit）、MLC（2bit）、TLC(3bit)、QLC(4bit)以及处于实验阶段即将量产的PLC（5bit）等类型。

不同颗粒类型的bit数分布

可随着单位电荷数Bit的堆叠，带来了两个后果，一是单位电荷Bit的增加对于半导体工艺制程的要求越来越高，从50nm制程一路升级到14/15/16nm制程，半导体制程工艺越来越无法满足更多单位电荷数Bit的堆叠了；二是单位电荷数Bit的堆叠，会在狭小的NAND闪存内部产生大量的干扰电流，严重影响闪存产品的性能和寿命。

02 三星V-NAND技术：从平面到垂直的创新性探索

为了解决单位堆叠的带来的电荷干扰问题以及半导体工艺的瓶颈，三星创新性的提出了在原有制程的基础上将NAND闪存以3D堆叠的形式，封装在NAND闪存之中，一方面解决了在平面的狭小空间内多个电荷数排列产生的电子干扰问题，保证了产品的质量和性能；

全球首款V-NAND技术产品

更为重要的是，解决了工艺制程无法推进容量提升的瓶颈，用3D堆叠替代2D平面排列，让NAND闪存以垂直的形式进行排列，进而提升了总体的容量。

V-NAND和普通2D NAND

朴素的理解就是，此前的NAND闪存就像在单位面积的地基上盖平房，平房的容积是恒定的，要想提升入住人口，只能无下限的降低单位容积率，其后果就是制造工艺和电磁干扰；

而V-NAND技术诞生之后，2D的平房变成了3D垂直的楼房，理论上只要高度不限制，单位面积的地基上的可利用容积几乎等同于无限，即避免了制程工艺的瓶颈又解决了电磁干扰的问题。

01 V-NAND技术是三星970EVO Plus强劲性能的有力支撑

三星V-NAND技术从2013年引入市场，便引发了全行业的关注，从初代的32层（即在单位面积上的堆叠层数）到后续的64层，直到9X层，根据公开消息，三星V-NAND技术或将提升到200+层堆叠，最大限度的提升单位闪存的利用率。

而笔者手中这款三星970EVO Plus便是采用三星全新V-NAND技术研发的旗舰级产品，基于V-NANDND技术在容量和稳定性上巨大优势，搭配着三星自研的Phoenix主控，使得三星970EVO Plus的性能实现了超越。

根据官方提供的数据，三星970EVO Plus最大读取性能达到了3500MB/S，最大写入性能也达到了3300MB/S，几乎达到了消费级固态硬盘的巅峰水准。作为一款推出了数年的旗舰级固态硬盘，在即将踏入存储新纪元的当下，依旧没有任何一款同级别的PCIE3.0固态能够在性能上实现对970EVO Plus的绝对超越。

实测性能

这背后的原因，无外乎三星在V-NAND技术上的近十年的积累，以及在此基础上进行的主控配对和优化。

多说一句，随着PCIE4.0时代的来临，三星也将在新世代推出旗舰级980PRO固态硬盘，进而延续PCIE3.0时代的行业地位，可以预见的是，980PRO固态硬盘依旧会在V-NAND堆叠、主控性能方面实现大跨越的升级，至于三星970EVO Plus则还是会成为PCIE3.0世代下的王者存在。

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