在武汉光谷的一间洁净室里，一枚只有指甲盖大小的芯片诞生，它内部垂直堆叠的32层存储结构，宣告了中国在高端存储领域从零到一的突破。
2017年，长江存储成功设计并制造了中国首批32层3D NAND闪存芯片-9。当时全球存储市场被三星、SK海力士等巨头垄断，这颗芯片的问世就像一颗投入平静湖面的石子，激起了国产存储产业的层层涟漪。
从平面停车场到立体车库的飞跃，中国芯片第一次在三维空间里搭建起了自己的数据大厦。
三维闪存芯片的原理，就像把传统的“地面停车场”改建为“立体车库”。在同样的占地面积下，能够停放更多汽车。
过去，人们使用的存储芯片是平面的，而三维闪存芯片则是立体的-9。中国32层3D NAND出片正是这一转变的关键开端。
这一突破不是偶然的。长江存储作为专注于3D NAND闪存芯片设计、生产和销售的IDM存储器公司，在成立后进展顺利-9。
他们在全资子公司武汉新芯12英寸集成电路制造工厂的基础上，通过自主研发和国际合作相结合的方式，最终取得了这一成就-9。
当时国外已经做出了64层的3D NAND产品，而中国还在攻克32层技术-9。这个差距虽然存在，但从零到一的突破往往是最艰难的。
制造32层3D NAND闪存面临诸多挑战，其中最棘手的是如何在微观尺度上精确堆叠这么多层存储单元。
随着层数增加，深宽比（即深度与直径之比）迅速攀升-7。对于更高层数的NAND，深宽比需达到90:1甚至100:1，这对刻蚀精度、均匀性、垂直度和工艺稳定性提出了极致要求-7。
这一突破为后续技术发展奠定了坚实基础。就在2025年，长江存储传出已能量产出货基于Xtacking 4.0架构的294层3D NAND-1，而铠侠则采用类似Xtacking的CBA键合技术，实现了332层的堆叠-1。
行业正在从300层向着400层进发-1。这些进步都离不开早期32层技术积累的经验。
中国首颗32层3D NAND闪存的问世，打破了国外厂商的垄断局面。在全球闪存市场被美光、三星和SK海力士等知名制造商主导的环境下-4，这一突破具有里程碑意义。
国产存储芯片的崛起正推动着 “自主堆栈体系”建立-1。
2018年底，长江存储第一代32层三维闪存芯片实现量产；2019年9月，基于Xtacking架构的64层三维闪存芯片量产；2020年，128层QLC 3D NAND成功问世-9。长江存储用短短3年时间，将中国的三维存储芯片推向了128层高度-9。
中国32层3D NAND出片不仅是技术突破，也是市场策略的成功。它使中国芯片产品在国际市场上由跟跑进入并跑时期-9。
这一突破对国内半导体产业链产生了深远影响。它促进了国产半导体设备的发展，例如长江存储已经使用中微半导体设备公司的蚀刻设备、北方华创的沉积与蚀刻设备，以及拓荆科技的沉积设备，成功制造出3D NAND闪存芯片-4。
2025年的一份报告显示，中国半导体设备龙头企业北方华创在90:1高纵横比深孔刻蚀技术上取得重大进展，将有望支持300层以上3D NAND闪存的制造-7。
长期以来，此类高端刻蚀设备市场由美国泛林、日本东京电子等国际巨头垄断-7。在美国对华实施半导体设备出口管制的背景下，国产替代已从“可选项”变为“必选项”-7。
从32层到294层的飞跃，中国存储芯片产业正经历全栈技术攻坚与产能扩张双轮驱动阶段-8。
随着3D NAND层数的不断增加，整个存储生态系统也在发生变化。中国32层3D NAND出片为国内存储产业生态奠定了基础，促进了从设计、制造到封装测试的全产业链发展。
如今，长江存储的自研Xtacking架构已经可以让3D NAND的层数堆叠到232层，即使与美光、三星和SK海力士等知名制造商相比，也具有极强的竞争优势-4。
不过，国产设备替代过程中也面临挑战。长江存储使用国产设备生产的最新NAND芯片在堆叠层数上做了相应的妥协，比早期产品少了约70层，且产量较低-4。
对此长江存储在回应中表示，公司正在不断优化产品性能，层数变化与设备产量无关，随着制造工艺、流程及经验的不断成熟，会不断增加堆叠层数-4。
当SK海力士在2024年底宣布量产321层1TB TLC 4D NAND闪存-10，行业的目光已投向400层以上的堆叠技术-1。
中国的存储芯片之旅从2017年的32层起步，如今已站到了300层级别的门槛。从武汉光谷的实验室到全球存储市场的竞争舞台，这条攀登之路仍在继续延伸。
未来，随着AI、云计算等新兴技术对存储性能要求的不断提高-10，中国存储芯片产业能否实现从追赶到引领的转变，取决于今天在技术研发和产业链建设上的每一步扎实积累。
网友“芯片爱好者”提问： 看了文章，很佩服国内的技术进步。我有个问题，2017年的32层和现在主流的200多层3D NAND，除了层数增加，主要的技术差异在哪里？对我们普通消费者意味着什么？
回答： 这个问题问得好！层数增加只是表面现象，背后的技术差异才是关键。简单说，从32层到200多层，主要经历了三大变化：一是架构革新，比如长江存储的Xtacking技术，把存储单元和外围电路分开制造再键合，大幅提升了性能-1；二是工艺突破，深孔刻蚀能力从早期的技术发展到如今能支持90:1高深宽比-7，就像盖楼时电梯井打得又深又直；三是材料创新，新型存储介质提高了电荷保持能力和稳定性-10。
对消费者来说，最直接的感受是手机容量越来越大，价格却没涨太多。2017年128GB手机算大容量，现在256GB只是起步-10。其次是速度更快，文件传输、应用加载更顺畅。更重要的是，国产化让咱们有了选择权，打破了国外垄断，终端产品价格更合理。未来AI手机、AIPC普及，大容量高速存储会成为标配，这些技术突破都是基础。
网友“科技观察者”提问： 文章提到国产设备替代，但说用国产设备做的芯片层数少了70层。这是不是说明咱们的设备还是不行？国产替代到底靠不靠谱？
回答： 您观察得很仔细！这个问题需要辩证看待。首先得承认，短期确实有差距。高端半导体设备研发需要长期积累，像美国泛林、日本东京电子都有几十年经验-7。长江存储用国产设备生产时，层数暂时降低，产量也受影响-4，这是实事求是的情况。
但更要看到进步和战略意义。第一，从无到有就是胜利，中微公司、北方华创等已经能提供刻蚀、沉积等关键设备-4-7。第二，替代速度在加快，设备国产化率从不足10%提升到了25%左右-8。第三，这是生存必需，在美国出口管制下，没有国产替代就会被“卡脖子”-7。
国产替代不是一夜之间全面超越，而是从成熟工艺向先进工艺逐步突破的过程。就像练跑步，不能因为暂时跑不过世界冠军就不练了。现在大基金三期2500亿元注资重点支持存储全产业链-8，目标2027年实现存储芯片自给率40%以上-8，这条路必须走，也正在稳步前进。
网友“行业新人”提问： 我是一名微电子专业的学生，未来想从事存储芯片行业。从32层到近300层，技术发展这么快，这个行业未来有哪些方向值得重点关注？需要哪些技能？
回答： 同学你好！欢迎加入这个充满挑战和机遇的行业。未来有几个方向特别值得关注：一是更高堆叠层数，行业正在向400层进发-1，需要攻克深孔刻蚀、晶圆键合等技术难点-7。二是新存储架构，比如SK海力士的4D NAND将外围电路放在存储单元下方-10，长江存储的Xtacking架构-1，都需要创新思维。三是系统集成，存储不再是“孤岛”，而要跟CXL、NVMe等协议结合，成为“数据枢纽”-1。四是专用存储，比如AI计算、自动驾驶需要的高带宽内存（HBM）-7。
需要培养的技能包括：半导体工艺基础（刻蚀、沉积等）；器件物理知识，理解电荷存储、传输机制；电路设计能力，尤其是高密度下的信号完整性；材料科学背景，新型存储介质不断涌现-10；还有系统思维，能将存储放在整个计算体系中考虑。建议多关注行业会议（如全球闪存峰会-1）、企业技术路线图，保持学习热情，这个行业变化快，但机会也多！
