解密長江存儲，靠啥打破全球存儲壟斷格局？

昨日，長江存儲官宣，公司已開始量產基於Xtacking架構的64層256 Gb TLC 3D NAND快閃記憶體，以滿足固態硬碟、嵌入式存儲等主流市場應用需求。

文︱編輯部整理

圖︱網絡

昨日，紫光集團旗下長江存儲科技有限責任公司（下簡稱「長江存儲」）宣布，公司已開始量產基於Xtacking架構的64層256 Gb TLC 3D NAND快閃記憶體，以滿足固態硬碟、嵌入式存儲等主流市場應用需求。

對於長江存儲，大夥一定不陌生。

早在成立之初，也就是2016年，就有業內分析師稱其為打破壟斷而生。

這種壟斷格局最可怕的是從未再有「新進者」出現，據當時數據顯示，2015年，韓國的DRAM及NAND全球市場份額分別達73%%及43.7%。

如果從存儲器的周期性計，在2001至2010年期間，僅三星和海力士兩家盈利80億美元，而其它諸廠累積虧損達130億美元。

存儲業的壟斷格局是一步步拼殺血洗出來的，更難打破。

此時長江存儲就寄託了中國衝擊和改寫集成電路格局的希望，自問世始便備受矚目。

但長江存儲究竟是什麼樣的存在，是其歷史、技術積累還有所負重任究竟如何？

長江存儲核心廠區近況（圖源：紫光集團公眾號）

長江存儲的誕生

長江存儲是紫光集團聯合國家集成電路產業投資基金（下簡稱「大基金」）、湖北省科投等，於2016年在武漢註冊成立的企業，專門負責武漢國家存儲器項目的運營。

成立伊始，長江存儲整合了已成立10年的武漢新芯集成電路製造有限公司（下簡稱「武漢新芯」）。

成立於2006年的武漢新芯，是湖北省和武漢市進軍集成電路製造領域的產物。

建成伊始，湖北省和武漢市把武漢新芯交給中芯國際運營。

但當時，因中芯國際發展並不順利，尤其是技術上被台積電訴訟侵權時，實際上無暇顧及武漢新芯的發展。

據寧南山一篇關於長江存儲發展史的文章介紹：成立時的武漢新芯當時是想做DRAM的，但公司成立不久遭遇了DRAM的價格低谷周期，而不得不放棄DRAM的生產。

於是，武漢新芯2008年9月開始為美國Spansion（飛索半導體）生產NAND Flash快閃記憶體，那個時候武漢新芯的技術水平還在65nm這個階段。

好景不長，飛索半導體遭遇經濟危機之後業績一路下滑，武漢新芯在2010年訂單量急劇下降，而不得不尋求出售。

其時，台積電、美國美光、豪威都成為潛在合資對象，但由於國內業界的呼籲及武漢市對自主創新的堅持，最終放棄了合資計劃。

當然合資未果還是帶來了機會，那就是美國豪威的圖像傳感器（豪威，索尼和三星是手機攝像頭的圖像傳感器晶片的高端三巨頭）開始找武漢新芯生產製造，但新芯公司仍處於艱難地步。

於是2011年，中芯國際投資10億美元最終控股子武漢新芯。

但2011年，中芯國際的營收只有13.2億美元，凈利潤為大幅虧損2.47億美元，分別同比大幅下滑。

因此，業內有推斷認為，中芯國際的10億美元注資計劃實際上最後沒有完成。

最後，2013年，中芯國際退出了武漢新芯。

一切的開始都源於2014年，2014年10月14日，工信部辦公廳宣布國家集成電路產業投資基金已經於9月24日正式設立，並且透露這隻基金將採用公司制形式。

這個基金推動中國先進集成電路產業發展。

2016年3月武漢新芯宣布，將投資240億美元在武漢打造一個世界級的半導體存儲企業，集中精力研究生產NAND FLASH和DRAM。

項目分三個階段部署，第一家工廠專注NAND快閃記憶體生產，第二家工廠專注DRAM晶片生產，第三個階段的設施將專為供應商服務。

由於一直和飛索半導體（Spansion）合作製造NAND FLASH產品，所以武漢新芯還是選擇和Spansion合作研發新一代的32層3D NAND FLASH。

遺憾的是，由於2017年上游的12英寸矽片被日本公司卡脖子，導致武漢新芯拿不到矽片產能，所以找中芯國際簽協議買矽片。

那麼這一個整個項目下來的240億美元，是哪裡的大風給武漢新芯刮來這麼多錢呢？正是集成電路產業基金、湖北省集成電路產業投資基金股份有限公司、國開發展基金有限公司、湖北省科技投資集團有限公司（以下簡稱省科投）共同出資並作為股東。

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並控股武漢新芯。

成立伊始，長江存儲整合了已成立10年的武漢新芯集成電路製造有限公司。

當中，紫光團體占51.04%。

2017年1月，紫光集團進一步宣布投資300億美元(約2000億人民幣)，在江蘇南京投資建設半導體存儲基地，一期投資100億美元，建成月產能10萬片，主要是生產3DNANDFLASH(快閃記憶體)、DRAM存儲晶片。

至此長江存儲正式成立並進入研發生產階段。

長江存儲項目於 2016 年啟動，2018 年實現試投片（來源：長江存儲官網）

2017年11月，趙偉國在央視《對話》節目中，首次展示了一顆價值10億美金的晶片。

這是長江存儲的1800位工程師，歷時兩年打造的32層3DNANDFlash晶片。

長江存儲，由此成為全球第5家能生產3DNANDFlash晶片的廠家。

所謂3DNAND，是一種全新快閃記憶體技術。

如果將快閃記憶體中的存儲空間比作房子，那麼2DNAND就是蓋平房，3DNAND就是蓋高樓，這樣就能大幅提高快閃記憶體的存儲速度與容量。

而當長江搞定32層時，三星、海力士、美光們的64層晶片已經成為主流，並正朝著96層邁進。

但就在今天（2019年9月2日）長江存儲正式對外宣布，其基於Xtacking®架構的64層256GbTLC3DNAND快閃記憶體（每顆裸晶片的存儲容量為256千兆字位，每個存儲單元為三個字位的三維快閃記憶體）正式量產，以滿足固態硬碟、嵌入式存儲等主流市場應用需求。

長江的這一突破意味著我國存儲技術與領先國家的差距又拉進一大步。

何為Xtacking架構？

講到這裡，必須要提一下長江的Xtacking技術。

2018年8月7日，在美國加州聖克拉拉召開的快閃記憶體峰會上，追趕中的長江存儲發布了Xtacking技術，在快閃記憶體技術架構上成功實現突破性創新。

傳統的3DNAND晶片，通常是在同一片晶圓上，把存儲單元和邏輯電路一併加工出來。

隨著層級不斷疊加，外圍邏輯電路的面積會越來越大，到更高層時，存儲密度會大幅降低。

Xtacking架構，則會將存儲單元和邏輯電路在兩片晶圓上分別加工，並各自選擇最先進的製造工藝，用數百萬根金屬通道把兩者「接通」。

這樣做的好處是，不但研發周期縮短三個月、生產周期縮短20%，快閃記憶體的最高存取速度更將大幅提升至DDR4內存的水平。

而Xtacking架構的64層3DNANDFlash快閃記憶體，其存儲密度能與其他廠商96層的相差無幾。

這意味著，長江在存儲晶片領域已闖過了迷茫探索期，更擁有了實施彎道超車的「殺手鐧」。

但國外半導體巨頭們也不會停滯不前，坐視長江崛起，來與自己分一杯羹。

目前據IHS統計全球NANDFlash約為430-440萬片/季度，三星產量約為140-145萬片季度，海力士產量約為55-57萬片/季度，兩者份額之和占據全球產能近45.8%。

全球NAND產量分布情況（來源：DRAMexchang）

長江存儲一期主要產品為 3D NAND，預計投入 240 億美元（1612 億人民 幣），到 2020 年形成月產能 30 萬片的生產規模（分三期，每期 10 萬片 /月），到 2030 年建成每月 100 萬片的產能；而合肥長鑫項目主要產品 為 DRAM，預計投資額 72 億美元（484 億人民幣），規劃到 2019 年底一廠 實現產能 2 萬片/月，2020 年開始規劃二廠建設；福建晉華項目主要產 品為 DRAM，一期總投資 370 億人民幣（55 億美元），到 2019 年底一廠一 期項目實現月產 6 萬片產能，到 2020 年底一廠二期同樣達產 6 萬片。

如新聞稿中長江存儲聯席首席技術官、技術研發中心高級副總裁程衛華所說：「隨著5G，人工智慧和超大規模數據中心時代的到來，快閃記憶體市場的需求將持續增長。

長江存儲64層3DNAND快閃記憶體產品的量產將為全球存儲器市場健康發展注入新動力。

」機遇與艱難格局並存，長江存儲只顧風雨兼程。

參考文章：

1，《負責國家存儲器項目的長江存儲，究竟是個怎麼樣的存在？》，寧南山；

2，《詳解︱長江存儲3D快閃記憶體Xtacking堆棧》；

3，《電子行業：全球「芯」拐點》，國盛證券。

END