长江存储64层3D NAND闪存芯片在显微镜下呈现出精密的立体结构,这颗不足芝麻大小的芯片内部有超过3665亿个存储单元。

“咱们中国自己造的3D NAND芯片,终于量产了!”2019年秋天,半导体圈儿里炸开了锅,紫光旗下长江存储宣布64层256Gb 3D NAND闪存量产的消息,像一道惊雷划破了中国存储产业的长夜-4

这玩意儿有多重要?打个比方,存储芯片市场以前就像美日韩企业的“私家花园”,咱们想进去瞅瞅都得看人脸色。


01 破冰时刻,零的突破

时间回溯到2019年9月,长江存储宣布开始量产基于Xtacking架构的64层256Gb TLC 3D NAND闪存-6

别小看这个“64层”,这可是中国首款自主研发的64层三维闪存芯片啊!当时全球存储市场被三星、海力士、美光等巨头牢牢把控,国产化率低得可怜,只有8%左右-4

长江存储这颗芯片的量产,直接把国产化率预期提升到了40%-4

当时业内专家说得挺实在:“紫光集团进入到这个领域之前,国内一直没有大规模存储芯片的生产。”-4 现在可不一样了,咱们终于有了自己的高端存储芯片生产线。

这个Xtacking架构挺有意思的,它允许在两片独立的晶圆上分别加工外围电路和存储单元,然后通过数十亿根垂直互联通道把它们“粘”在一起-6

02 技术飞跃,层数竞赛

存储芯片这行当,技术迭代快得跟坐火箭似的。2020年8月,长江存储又在第八届中国电子信息博览会上秀了把肌肉——展示了128层QLC 3D NAND闪存芯片-8

这个跳跃可不得了!从64层直接跳到128层,中间跳过了96层这个技术节点,实现了所谓的“弯道超车”-4

这颗芯片牛在哪儿呢?它用了QLC技术,就是每个存储单元能存4比特数据-8。简单说,就是存储密度更高了,单颗芯片容量达到了惊人的1.33Tb-8

长江存储的工程师们把Xtacking架构升级到了2.0版本,进一步释放了三维闪存的潜能-8。这种架构创新,让中国存储技术从“跟跑”逐渐转向“并跑”,甚至在部分领域开始“领跑”。

03 全栈布局,生态构建

光有芯片不够,还得有完整的产业链。新紫光集团这几年悄悄布了一盘大棋,构建了从颗粒到系统的全栈存储能力-3

他们的产品线现在丰富得很:存储颗粒、KGD产品、模组、系统产品,一应俱全-3。特别是紫光闪存E5200 PCIe 5.0企业级SSD系列,实现了从主控芯片到存储颗粒100%国产化覆盖-3

性能也相当能打:顺序读写速率达到14.5/11.5GB/s,比PCIe 4.0产品提升整整100%-3

紫光的3D NAND技术现在已经不局限于消费级市场了,在企业级、数据中心等高端领域也开始大展拳脚。这种全栈布局的思路,让紫光在存储产业的根基越扎越深。

04 应用落地,市场开花

技术再好,也得市场认可才行。紫光存储产品现在已经广泛应用于多个领域。在车规级存储市场,他们的LPDDR4/x内存已经入选《中国汽车芯片创新成果》,年出货量超过百万颗,适配特斯拉、比亚迪等车企-1

在消费电子领域,紫光的LPDDR5X内存模组已经进入小米14、vivo X100系列供应链,读写速度达到12GB/s-1

更厉害的是AI算力领域,紫光国芯为华为昇腾、寒武纪等AI芯片提供配套存储方案,支撑着千亿参数大模型的训练-1

紫光的3D NAND和相关存储解决方案正在从实验室走向千家万户,从概念变成实实在在的产品。这种产业化能力,才是打破国外垄断的真正底气。

05 未来已来,持续创新

存储技术的竞争,从来都不会停歇。紫光国芯现在已经把目光投向了更远的未来。他们正在投入营收的20%研发6G NTN(非地面网络)存储芯片,打算玩一把“空天地一体化”-1

存算一体化架构也是重点方向,基于ReRAM(阻变存储器)的存算一体架构,目标是2026年推出原型产品-1

紫光还计划在新加坡、德国设立研发中心,推动自主技术进入欧美高端市场-1。这种全球化视野,标志着中国存储企业正在从“中国制造”向“中国创造”转型升级。


随着长江存储128层QLC 3D NAND芯片在深圳会展中心亮相,中国电子信息博览会金奖的奖杯折射出中国存储产业的光芒-8紫光的3D NAND技术从实验室走向生产线,从64层跃升至128层,每一步都踏得坚实而有力。

成都那片1200亩的土地上,紫光存储器制造基地已开工建设,未来这里将产出更多“中国芯”-7。当全球数据存储需求以每年数十倍增长时,中国存储产业已经准备好了自己的答案。

网友提问与回答

网友“芯片爱好者”提问: 经常听人说3D NAND是什么“立体停车场”技术,能不能用更通俗的方式解释一下?和我们平时用的U盘、手机存储有什么关系?

这个比喻很形象!咱们可以这样理解:传统的平面NAND就像个地面停车场,车子(数据)都停在同一平面上。而3D NAND呢,就像建了个立体停车场,同样的占地面积,能停的车多了好几倍-8

具体到咱们日常用的设备,关系可大了。你手机为什么现在能存那么多照片、视频?很大程度上得益于3D NAND技术。以前手机存储32G就挺大了,现在256G都成标配,就是因为存储单元从“平房”变成了“高楼”。

紫光的长江存储在这方面做得挺不错,他们的Xtacking架构还有点特别。相当于先分别盖好停车场的主体结构和升降机系统,然后用一种创新方法快速组装起来-6。这样做的好处是,可以选择更先进的制造工艺,生产效率也更高。

你买的国产固态硬盘,速度越来越快,价格越来越亲民,背后都有国产3D NAND技术的功劳。长江存储的128层QLC芯片,单颗容量就达到1.33Tb,相当于1362Gb-8。这么高的存储密度,让大容量存储设备的成本大幅下降。

网友“科技观察者”提问: 紫光存储现在在全球到底是什么水平?真的能跟三星、海力士这些巨头竞争了吗?

这个问题问得很到位!实话实说,中国存储产业起步晚,整体上与国际巨头还有差距,但进步速度惊人。咱们用数据说话:2019年长江存储量产64层3D NAND时,与国际先进水平差距缩小到两年内-4

到了2020年,长江存储直接推出128层QLC 3D NAND,跳过了96层这个技术节点-4。这种发展速度,在存储产业是相当罕见的。

紫光的优势在于全栈布局。他们不仅做存储颗粒,还构建了从KGD产品到模组、系统的完整产品体系-3。比如紫光闪存E5200 PCIe 5.0企业级SSD,从主控芯片到存储颗粒实现了100%国产化覆盖-3

市场表现也不错。紫光车规级存储芯片年出货超百万颗,进入了特斯拉、比亚迪等车企供应链-1。在消费电子领域,他们的产品也进入了小米、vivo等手机品牌的供应链-1

当然,要全面对标三星这样的巨头,还需要时间。但紫光已经在全球存储市场站稳了脚跟,成为中国存储产业参与国际竞争的重要力量。

网友“投资人老王”提问: 从投资角度看,紫光存储技术的突破对中国半导体产业有什么实际价值?未来增长点在哪里?

老王这个问题很专业!紫光存储技术的突破,最直接的价值就是提升了中国半导体产业的自主可控能力。存储芯片占半导体市场规模近三分之一,以前高度依赖进口,现在国产化率从8%提升到了40%-4

这不仅仅是商业问题,更是战略安全问题。数据中心、政府信息系统、关键基础设施,都需要可靠的存储解决方案。紫光实现从颗粒到系统的全栈自主创新,为国家信息安全提供了坚实保障-3

未来增长点很明显:首先是AI算力市场。大模型训练需要海量数据存储,紫光国芯的SeDRAM-P300芯片专门适配大模型应用,获得了“中国芯”年度重大创新突破产品奖-3。他们为华为昇腾、寒武纪等AI芯片提供配套存储方案-1,这个市场增长空间巨大。

智能汽车是另一个增长点。自动驾驶级别越高,需要实时处理的数据就越多。紫光车规级存储芯片通过AEC-Q100认证,支持L4级自动驾驶数据实时处理-1。随着智能网联汽车普及,这块需求会持续增长。

紫光还在布局6G存储和存算一体化架构-1,这些都是未来高增长领域。从投资角度看,紫光存储不仅解决了“有没有”的问题,正在向“好不好”、“强不强”迈进,长期价值值得关注。