八年守冷板凳,一度推倒重来丨国产高性能NOR Flash存储器或将量产
创立一家企业——对多数创始人,都是他们人生的高光时刻;但对中天弘宇集成电路责任有限公司董事长张佳,却是她人生的危机时刻。
“2015年,我作为投资人,投资了存储器领域。但实际研发中,团队才发现:最初设计的技术路线完全没有可行性;唯一的出路,是全盘推倒重来。2018年,我迫不得已亲自接手项目,重新注册公司。”她说。
存储器是手机、电脑等电子设备实现存储功能的主要部件。技术壁垒高、研发周期长、国际竞争激烈,使得这一领域的创新创业难度极大。
主流工艺存在瓶颈主流工艺技术存在瓶颈,是曾经作为投资人的张佳看中这一细分领域的重要原因。用她的话说,“在NOR Flash领域,已经20年来没有重大技术突破了。”
据介绍,当前的存储器主要有内存和闪存两种:内存主要使用DRAM,闪存主要使用NAND Flash和NOR Flash。后两者中,NAND Flash容量大、成本低、不能直接运行代码,常用作数据存储;NOR Flash容量小、成本高、可执行代码,常用作代码存储。
张佳说,近年来,随着消费电子、物联网、智能手机等需求推动,NOR Flash由于其非易失性、随机读取速度快、可靠性高、可执行代码等优势,市场规模逐年增长。特别是以智能座舱控制器、5G基站、卫星通讯、航空航天、可穿戴设备等为应用场景的大容量产品,市场规模快速成长。
然而,目前NOR Flash主流工艺路线存在技术瓶颈,受编程原理和单元结构限制,微缩难以推进,长期停留在45纳米以及更落后的制程。此外,由于其一段时间以来应用市场远小于NAND Flash和DRAM,境外公司基本停止了对其主流工艺的研发。
底层技术另辟蹊径“作为投资人,我们前期做了充分调研,还请了一些国外专家,设计了一条看似完美的‘天花板’路线。”张佳说,“实际研发中,浪费了两年多时间,我们才发现最初的技术路线完全没法落地,走了太多弯路。”
困境之中,她亲自创业。整个团队重新思考、重新探索,还聘请多位专家、院士指导,终于找到一条新的出路。
据介绍,相较于传统的NOR Flash采用热电子注入的编程方式,采用新技术后,产品不仅生产功耗更低,而且存储容量更大。
在新型存储器的研发过程中,张佳和中天弘宇已经坐了8年冷板凳。“8年来,没有融资,没有宣传,默默搞研发,直到去年产品问世。研发过程中,有太多未知数存在,我们真正体会到了科研的艰辛。”她说。
“最让我记忆犹新的是2020年1月,在中国电子学会主办的一场专家鉴定会上,我们的技术被认定为‘在非易失存储领域属国际首创技术’。”她说。此后,团队愈发坚定信心,把新技术从概念落实到产品,进入了相对健康的良性循环。
部分型号已经量产
2021年8月,中天弘宇的初代存储器发布会上,中国工程院院士倪光南在视频致辞中评价:中天弘宇自主研发的核心技术在非易失存储领域属国际首创技术。勇于探索、积极进取,发展核心技术、底层技术,并拥有完整的自主知识产权,难能可贵。
张佳告诉记者,企业初代产品存储容量在4Mb-512Mb,目标现有小容量NOR Flash应用市场,适用于智能家居、智控平台等场景。目前,部分型号已经量产,并取得收入。企业二代产品采用全新编程原理、工艺技术,容量为2Gb-8Gb,目前已完成多轮数据验证,预计2Gb产品将于明后年开始从研发转入小批量量产。
张佳比较了市场现有产品,她认为,中天弘宇的产品在4Mb-1Gb的存储容量区间具有一定的性能优势;在1Gb-8Gb的存储容量区间,可从底层技术支持、拓展AIOT、信创等新型应用创新,提高方案可靠性和国产自主性。
如今,发明成果已在中国、美国、日本、韩国和中国台湾地区申请了成体系的50多项原创性发明专利。
栏目主编:张骏 图片来源:来自受访者
来源:作者:肖彤
形势严峻:被美国打压,国产NAND芯片原地踏步,份额仅5%
近日,知名机构TrendForce集邦咨询,发布了2024年一季度全球NAND FLASH闪存市场报告。
数据显示,一季度全球NAND营收环比增长28.1%,达147.1亿美元。原因就是因为AI发展,以及PC、手机开始回暖,所以NAND需求增长了,导致整个存储芯片市场是价、量齐升。
而从具体的排名来看,三星、SK海力士、铠侠、美光、西部数据这5大巨头排名前五,没什么变化,这5大巨头合计拿下了94.6%的份额。
也就是说留给其它小厂商的市场,其实只有5.4%左右,这里面包括中国大陆、台湾等一些小NAND Flash闪存厂商。
看到这里,估计很多知道整个NAND闪存市场的网友,肯定是一片叹息,因为被美国打压之后,国产NAND闪存,几年了依然是原地踏步,没能崛起进入前五名,真是徒呼奈何啊。
我所说的国产NAND闪存厂商,指的就是长江存储,这家成立于2016年的国产存储芯片厂商,表现是非常猛的。
2016年才成立,2017年就量产32层堆叠的3D NAND,然后在2018年发明了晶栈技术,也叫做Xtacking。
有了这个技术之后,长江存储就真的牛了,进入64层堆叠存储技术之后,直接跳过96层,迈入128层,和三星、SK海力士、美光等巨头的技术差距,越来越小。
到了2022年下半年,长江存储更是成为全球第一家量产232层3D NAND闪存的厂商,比美光、三星等还领先。232层存储,存储密度更高,成本更低,同时速度会更快。
而按照正常的技术路线来说,谁最先掌握最先进的技术,那么就会利用这个技术,以及利用时间窗口,快速的扩大市场优势。
如果一切正常,在232层存储推出后,长江存储会迅速扩产,提高产能,向市场铺货,然后提升市场份额,和三星、SK海力士、美光等竞争。
不曾想,看到中国存储芯片这么先进,美国坐不住了,开始对长江存储进行打压,将其列入实体清单,对先进的设备进行封禁。
然后一些美国的半导体设备厂商,取消了订单,甚至连已经下单的先进机器也不发货了,还撤回了服务团队。
于是长江存储先进产能扩产计划没能顺利实施,当然232层的技术优势,也没能好好利用,毕竟买不到设备,没法扩产,再有技术又能怎么样呢?
而在长江存储被制裁的情况之下,三星、美光、SK海力士等迅速追了上来,并且技术不断进步,如今在堆叠技术上,已经超过了长江存储了,让人真是愤怒。
可见,依托于国外设备/技术的突破,有时候就宛如空中楼阁,对方一卡就废了,还得国产设备/技术顶上来,解决供应链的突破,才是真突破啊,你觉得呢?
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