长江存储首席科学家霍宗亮站在北大毕业典礼讲台上,坦言中国三维闪存芯片技术实现了从落后到赶超的跨越式发展时,背后是数千工程师近十年在半导体领域的默默耕耘。
武汉长江存储园区内,一群工程师围在一台测试设备前,屏幕上显示的“良率达标”让所有人松了口气——这是他们自主研发的超过200层3D NAND闪存芯片首次实现小规模量产-7。

从2016年公司成立到实现这一突破,中国存储芯片产业走过了一条布满荆棘却坚定的道路。

传统的NAND闪存技术就像在一块平地上盖房子,能盖的层数有限,存储密度很快就遇到了天花板。3D NAND技术的出现彻底改变了这一局面,它让存储单元从“平房”变成了“摩天大楼”。
长江存储首席科学家霍宗亮对此有形象的解释:“三维闪存技术通过从平面结构向三维结构的转变,实现了存储密度的革命性提升。”-2
这种转变可不只是简单的堆叠,它意味着整个制造工艺从以光刻为主导的平面缩微技术,转向以刻蚀为核心的三维集成技术。
简单点说,就是建造方法完全改变了。
国际存储巨头们早就开始玩这个“叠叠乐”游戏了。铠侠和闪迪这对“老伙计”联手推出的第十代3D NAND闪存技术,已经达到了322层-1。
美光也不甘示弱,他们的第九代技术将数据传输速率提升了50%,读写带宽得到了显著优化-1。
而SK海力士更是“步子迈得大”,直接从3D升级到了所谓的“4D NAND”架构,把外围控制电路塞到了存储单元下方-1。
当国际厂商在层数上你追我赶时,中国存储产业选择了一条不同的道路——自主创新。长江存储最引人瞩目的创新就是“晶栈”架构。
这玩意儿说起来也挺有意思,它不像传统方法那样“一气呵成”地制造芯片,而是把存储阵列和外围逻辑电路分开设计加工,最后再用混合键合技术把它们粘在一起-2。
这种思路上的转变,不仅提高了生产效率,还带来了更高的存储密度和更快的I/O速度。长江存储的第三代QLC闪存X2-6070在发布时就创下了业界最高的I/O速度纪录-4。
2025年对长江存储来说是个关键年份,他们宣布成功自主研发并小规模量产超过200层的3D NAND闪存芯片-7。虽然层数上可能还没赶上国际最先进水平,但性能与功耗比已经“大有对标国际大厂同类产品之势”-7。
光有技术突破还不够,还得有生产能力。2022年后,长江存储面临一个棘手问题:先进设备被限制进口。但这反而加速了国产化进程。
他们在武汉捣鼓出了一条“仅采用中国制设备”的试验线-3。这不是简单的替换,而是整个生产流程的重新设计。
据说长江存储的设备国产化率已经达到45%,比中国半导体行业的平均值还要高-3。
更让人振奋的是,连三星这样的国际巨头都看上了长江存储的技术,与他们签署了混合键合技术专利许可协议-5。这说明啥?说明咱们的技术不仅能用,还好用到别人愿意花钱买!
随着AI应用的普及,特别是像DeepSeek这样的国产开源大模型降低了AI部署门槛,存储需求呈现出新特点-5。国产存储产业正在加速从上游芯片到终端的全链条融合。
过去车厂“根本不会向国产存储‘开门’”,现在则是“不会拒绝国产方案,哪怕只是做二供、三供也一定要配置”-5。
国产3D NAND闪存的应用场景远比我们想象的要广泛。首先是消费电子领域,这占了全球3D NAND闪存市场最大的收入份额-7。
随着5G手机普及和AI功能集成,用户对高分辨率视频、游戏和摄影的需求推动着存储容量不断攀升。
数据中心和云计算是另一个重要战场。在企业级固态硬盘领域,3D NAND技术通过提高存储密度和性能,加速了AI引擎和大数据分析等数据密集型工作负载的处理-7。
有意思的是,DeepSeek的兴起反而改变了AI服务器的存储架构需求,部分HBM+DDR架构需求可以转移到DDR+SSD组合-5。
汽车电子领域的增长势头也不容小觑。汽车行业对3D NAND闪存的需求快速增长,主要应用于自动驾驶辅助系统和车载信息娱乐系统-7。
这些系统需要在极端温度下维持性能,对存储芯片的耐久性提出了更高要求。
边缘计算与物联网设备同样离不开3D NAND闪存,工业传感器、智能摄像头等设备需要本地数据处理和分析能力,而3D NAND技术确保了数据的快速访问和可靠存储-7。
长江存储计划在2025年下半年试产全国产设备生产线-3,这标志着国产3D NAND闪存产业将进入新的发展阶段。产品方面,他们计划2026年量产2TB级3D TLC与QLC产品,接口速度最高达4,800 MT/s-3。
从市场趋势看,随着AI在各领域的应用拓展,NAND闪存的需求将持续增长。有预测显示,到2026年,全球AI相关应用对NAND闪存的需求量有望达到数万亿GB,年复合增长率将超过20%-1。
国产3D NAND闪存的崛起,正在悄然改变全球存储市场的格局。从技术跟随者到创新参与者,中国存储产业走过了一条不平凡的道路。
霍宗亮在北大演讲中的那句话也许最能概括这种精神:“我们要做的就是不害怕坐冷板凳,不贪求快速的回报,在自主研发的道路上默默奋斗。”-8
网友提问1:技术小白想了解,3D NAND闪存和我们平时说的手机存储空间有什么关系?国产的现在能达到什么水平?
哎呦,这个问题问得好!咱们平时说的手机存储空间,比如128GB、256GB这些,里头最核心的零件就是NAND闪存芯片。你可以把它想象成手机的“仓库”,所有App、照片、视频都存放在里头。
3D NAND呢,就像把原来单层的仓库改造成了多层立体仓库,同样面积下能存更多东西。
国产3D NAND闪存现在啥水平?这么说吧,长江存储已经能小规模量产超过200层的产品了-7。别看数字可能没国际大厂的300多层那么高,但性能功耗比已经“有对标国际大厂同类产品之势”-7。
更重要的是,他们搞出了自己的“晶栈”架构-2,连三星都看上了这个技术,还签了专利许可协议-5。
实际用起来咋样?国产颗粒的固态硬盘现在市面上不少,性价比挺高。许多用户反馈用起来和国外品牌的没明显差别,日常使用完全够用。而且因为国产化,价格上往往更有优势。
网友提问2:我想买国产固态硬盘,但又担心质量和寿命问题,该怎么选择?
你的担心很正常,毕竟硬盘坏了数据可能就找不回来了。选国产固态硬盘,我给你几个小建议:
第一看品牌,长江存储自家的“致态”系列-4算是“亲儿子”,用原厂颗粒,质量相对有保障。其他国产品牌如江波龙、忆恒创源等也都有企业级产品在互联网大厂、运营商那里批量出货了-5,说明经过了市场检验。
第二看参数,别光看价格。注意TBW(总写入数据量)这个指标,它直接反映硬盘寿命。国产主流品牌现在都能提供合理的TBW值,有些甚至提供5年质保,这说明厂家对自己的产品有信心。
第三看用途,如果你就是日常办公、玩游戏,现在国产固态硬盘完全够用。要是做视频剪辑、大型数据处理,可以选企业级或高端消费级产品。江波龙的企业级固态硬盘已经在多个知名客户完成验证和批量出货-5。
网友提问3:美国限制先进设备进口,这对国产3D NAND闪存发展影响大吗?未来会不会又被“卡脖子”?
这个问题很关键!说实话,限制刚开始时肯定有影响,但反而刺激了国产化加速。长江存储现在已经建成了一条完全采用国产设备的生产线-6,预计2025年下半年试产-3。
设备国产化率据说已经达到45%-3,虽然最先进的曝光设备还得进口,但整体上自主可控的能力在增强。
“卡脖子”风险肯定还有,但比前几年小多了。存储芯片对工艺要求其实比逻辑芯片低,不需要那么先进的光刻机-6,这给了国产设备替代的空间。
国产存储芯片从2016年开始搞,到2022年就量产了当时全球最先进的232层产品-6,这速度本身就说明了中国在这方面的潜力。
未来趋势是,随着国产设备产线成熟,产能会逐步释放。长江存储计划2026年底挑战全球市场15%的份额-3。一旦实现,中国在全球存储市场就有更大话语权了。
最重要的是,中国采购的存储芯片占全球近三成-6,这么大的市场本身就是对国产芯片最好的支持。只要咱们自己人用起来,形成良性循环,被“卡脖子”的风险就会越来越小。