32層堆棧，國產3D NAND快閃記憶體性能、功能、可靠性已達標

快閃記憶體晶片是國家大基金確立的半導體晶片產業最優先的方向之一，也是目前最緊迫的產業，因為全球的NAND快閃記憶體主要掌握在三星、東芝、美光、SK Hynix等公司手中，基本上沒有中國公司能染指NAND生產，更影響不了定價和技術發展。

紫光公司主導的長江存儲科技在武漢投資240億美元建設國家存儲晶片基地，他們的主要產品就是國產3D NAND快閃記憶體。

來自中科院的消息稱，長江存儲研發的3D NAND快閃記憶體已經取得標誌性進展，堆棧層數達到了32層，性能、功能、可靠性等關鍵指標已經達到了預期要求。

在IC咖啡首屆國際智慧科技產業峰會（ICTech Summit 2017）上，長江存儲CEO楊士寧表示國產32層3D NAND晶片順利通過電學特性等各項指標測試，達到預期要求。

該款存儲器晶片由長江存儲與（中科院）微電子所三維存儲器研發中心聯合開發，在微電子所三維存儲器研發中心主任、長江存儲NAND技術研發部項目資深技術總監霍宗亮的帶領下，成功實現了工藝器件和電路設計的整套技術驗證，向產業化道路邁出具有標誌性意義的關鍵一步。

相比傳統的平面快閃記憶體，3D NAND快閃記憶體的優勢多多，我們之前的超能課堂：3D NAND快閃記憶體是什麼，引中國廠商競折腰？一文中已經做過介紹，不論性能還是可靠性，亦或者是容量、成本，3D NAND快閃記憶體都比普通NAND更有優勢，將是各大快閃記憶體廠商未來的主力產品，主流堆棧層數也從前兩年的24層、32層提升到48層、64層甚至72層。

可靠性也是影響快閃記憶體的關鍵，根據楊士寧所說，他們的器件團隊通過大量的實驗和數據分析，尋找影響各種可靠性特性的關鍵因素，並和工藝團隊緊密協作，完成了器件各項可靠性指標的優化，最終成功實現了全部可靠性參數達標。

在電路設計層面，堆疊三維陣列的集成研發麵臨比平面型NAND更複雜的技術問題，需要結合三維器件及陣列結構特點進行分析和優化。

設計團隊對三維存儲結構進行建模，採用根據層數可調製的編程、讀取電壓配置，補償了器件特性隨陣列物理結構的分布差異，降低了單元串擾影響。

並且，應用了諸多創新性的先進設計技術，保證了晶片達到產品級的功能和性能指標。

3D NAND陣列TEM照片

晶片版圖布局（左），擦除操作測試波形（右）

不過長江存儲的3D NAND快閃記憶體現在還只是完成了技術驗證，距離實際生產還有段距離，不僅是因為武漢的生產工廠還沒有竣工，更重要的是技術驗證跟大規模量產並不一樣，實驗室作出性能、可靠性穩定的產品並不代表工業生產的產品就是如此，半導體產業之所以門檻高也是因為其複雜性。

根據紫光之前的公告，武漢存儲器國家基地主要有三期建設工程，首先是NAND工廠，2018年完工，而2018年還會開工建設DRAM工廠，2019年則會上馬三期工程，主要目標是代工服務，基地的產能也會越來越大，2020年目標是30萬片晶圓/月，2030年則是100萬片晶圓/月。

考慮到國內外技術差距，國產3D NAND快閃記憶體量產之後我們對它的性能期待就不要太高，但國產快閃記憶體的加入對三星、東芝、美光等公司來說是個壓力，也多了競爭的可能性，至少可以推動快閃記憶體降價，對消費者來說也是好事一件。

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