每次瞅见电脑里那堆学习资料和游戏,就巴不得固态硬盘再大点、再便宜点。这几年国产固态硬盘是真给力,价格打着滚往下掉,里头的大功臣,就是长江存储的3D NAND闪存芯片。特别是他们那128层堆叠的3D NAND,一出来可是震了整个圈。很多人,包括我在内,都好奇得心痒痒:这长江128层3d nand用多少nm技术造出来的啊?是不是用了啥特尖端的制程?今儿咱就来扒一扒,你会发现,答案可能跟你想的不太一样,里头藏着咱中国工程师“弯道超车”的巧思-8。
先说个背景。在闪存这个江湖里,层数堆得高,就像盖楼房,楼层越多,住的人(数据)自然就多,单位成本也能降下来。所以各家都在拼命堆层数,从32层、64层一路卷到128层、200多层-4。但光堆层数还不够,另一个关键指标是“位密度”,简单说就是芯片每平方毫米面积里能塞进多少数据。这就要看各家建筑设计的本事(架构)和施工精度(制程)了。

长江存储的128层产品,代号有X2-6070(QLC类型)和X2-9060(TLC类型),是在2020年4月发布的-2-7。发布那会儿可牛了,官方直接喊出拥有当时业界最高的单位面积存储密度、最高的I/O速度(1.6 Gbps)和最高的单颗芯片容量(QLC版达1.33Tb)-5-7。这就好比一个新建小区,不仅楼高,户型设计还特别合理,公摊面积小,住户住得舒服,进出小区的路还特别宽、特别快。
那么核心问题来了,达成这么高密度,它到底用了多少纳米的制程呢?这里就得提到长江存储的独门绝技——Xtacking架构-4。这玩意儿的设计思路,就和三星、美光等国际大厂很不一样。传统做法是把存储数据的“存储单元”阵列和负责控制、连接的“外围电路”,像做披萨一样,在同一块晶圆上分层做,牵一发而动全身-4。

而Xtacking架构,脑洞大开,把这两部分分开:在两片独立的晶圆上,分别加工外围电路和存储单元-1-4。这就带来了巨大的灵活性。对于存储单元部分,追求的是堆叠层数和可靠性,而对于负责性能的关键——外围电路,则可以去选用更先进、更精密的逻辑制程工艺来制造-5。这相当于盖楼时,承重墙用一种特别扎实的工艺来保证稳固,而内部的精装修、水电管线则用另一套更高效、更先进的工艺来做,两者最后再完美结合。
所以,直接问“长江128层3d nand用多少nm技术”,其实有点难以给出一个像CPU那样的单一数字答案。它的存储单元阵列和外围电路可能涉及不同的工艺节点。根据行业分析,其创新点恰恰在于通过架构革新,部分绕开了在单一晶圆上追逐极限制程的残酷竞赛,转而通过异构集成来达成综合最优-4。有第三方拆解分析指出,其128层芯片的位密度达到了8.48 Gb/mm²,在同类产品中表现非常出色-9。这背后,正是Xtacking 2.0架构的功劳,它让外围电路性能更强,为高I/O速度奠定了基础,同时也优化了芯片内部空间利用-2-5。
更让人提气的是,有国外权威技术分析机构TechInsights把长江存储的128层芯片和三星、美光、SK海力士的同代产品放一起“拆机”对比,发现长江存储的芯片尺寸更小,位密度居然实现了领先-3-9。这说明在128层这个赛点上,咱们不仅在层数上追平了国际主流,在关键的“建筑设计水平”(密度)上,甚至实现了反超。这可不是光靠提升制程(施工精度)就能做到的,核心在于Xtacking这个“设计理念”本身具有先进性-3。
说到这里,咱就得感慨一下长江存储的追赶速度了。从2019年量产64层,到2020年攻克128层,中间只隔了短短7个月,而且这期间还经历了疫情考验-8。公司的高管也说,从32层时的落后四五年,到64层时追到只差一两年,再到128层时已经能与国际大厂比肩,这个冲刺堪称“弯道超车”-2-8。所以,纠结于一个具体的纳米数字,或许不如理解其通过架构创新实现综合性能突破的路线更有意义。这种思路,也为后来更先进的232层Xtacking 3.0技术,乃至正在研发的Xtacking 4.0架构铺平了道路-1。
总而言之,长江存储的128层3D NAND,可能没有简单粗暴地标榜自己用了“XX纳米”的尖端制程,但它通过革命性的Xtacking架构,聪明地解决了密度、速度和成本的平衡难题。它告诉我们,在尖端科技赛道上,条条大路通罗马,自主创新找到适合自己的那条路,同样能抵达甚至超越终点。这枚小小的芯片,不仅装下了更多数据,也装下了中国存储产业从追赶者到并跑者,乃至在某些领域成为领跑者的雄心与智慧。
网友提问与回答
1. 网友“数码硬件控”问:看了文章,大概明白了Xtacking架构的优势。但我还是想有个直观对比,和三星、美光同期的大概128层产品比,长江存储这个在实际用起来,比如装到固态硬盘里,速度、寿命到底怎么样?
答:这位朋友问得很实在,是咱消费者最关心的问题。从公开的基准性能和后续市场反馈来看,搭载长江存储128层芯片(尤其是TLC版的X2-9060)的固态硬盘,表现是相当亮眼的。
首先说速度。得益于Xtacking 2.0架构让外围电路能用上更先进的工艺,长江存储128层芯片的I/O接口速度在当时就达到了业界顶级的1.6 Gbps-5-10。反映到固态硬盘上,像一些国产高性能PCIe 4.0 SSD,连续读取速度能达到7400MB/s以上,连续写入也能超过5400MB/s-9。这个性能已经完全跻身高端PCIe 4.0 SSD的第一梯队,日常使用、大型游戏加载、专业软件处理都丝般顺滑,和国外大牌的同级别产品在实际体验上几乎没有差别。
其次是寿命和可靠性。闪存的寿命主要看写入寿命(TBW)和数据保持能力。长江存储的128层芯片采用了可靠的电荷俘获型(Charge-Trap)存储单元技术-5。市场上基于该颗粒的固态硬盘,通常都能提供每TB容量600TBW或更高的写入保修,这对于绝大多数用户来说都绰绰有余。更有学术研究专门以长江存储的3D TLC NAND为样本,验证了新的数据保持和错误缓解算法,证明其具有良好的可靠性基础-6。简单说,只要是通过正规品牌购买的产品,其寿命完全无需担心,都能满足甚至超过官方标称的保修标准。
所以,综合来看,长江存储128层芯片不仅参数漂亮,更经受住了市场的检验。它让高性能固态硬盘的价格变得更加亲民,咱普通玩家用更少的钱就能享受到顶级的速度,这就是技术突破带来的最直接红利。
2. 网友“国产技术加油”问:听说长江存储已经有232层甚至更高层数的技术了,那现在再回头去看128层,它还有市场价值吗?我们支持国产,买固态硬盘是选128层还是232层的产品?
答:这个问题问得非常及时,也很有代表性!首先明确一点:128层技术依然有巨大的市场价值,而且目前正是性价比超高、非常值得入手的选择。
你可以把闪存技术迭代想象成手机摄像头。最新的旗舰机可能有1亿像素,但去年旗舰的5000万像素摄像头,对于绝大多数人来说,画质依然顶级,完全够用,而且价格更实惠。技术产品市场是分层次的。
具体来说:232层(Xtacking 3.0)是目前长江存储最先进的技术,主要应用于致态TiPlus7100这样的旗舰级PCIe 4.0 SSD上,性能拉满,代表了顶尖水平-4。而128层(Xtacking 2.0)技术则处于“成熟甜点区”。它工艺成熟稳定,产能充足,成本得到了优化。它被广泛应用在大量中高端PCIe 3.0和主流PCIe 4.0 SSD产品中-9。这些硬盘的性能对于95%以上的用户——无论是办公、娱乐、普通创作还是玩游戏——都已经性能过剩了,体验非常好。
给你的选购建议是:不必盲目追求最新层数。如果你的预算充足,追求极致性能(比如经常进行超大文件传输、4K视频剪辑),那么搭载232层颗粒的旗舰产品是完美选择。但如果你追求极致的性价比,希望用更少的钱获得远超传统SATA硬盘和早期NVMe硬盘的流畅体验,那么搭载成熟128层颗粒的固态硬盘绝对是“真香”选择。它的性能足够强悍,可靠性经过时间考验,价格也更亲民。支持国产,根据自己实际需求和预算来做出选择,就是最好的支持。
3. 网友“未来观察家”问:文章提到Xtacking 4.0都在路上了。从128层到232层,再到未来,这种架构创新的潜力还有多大?长江存储能不能靠这个一直领先下去?
答:这位朋友看得更远,关心的是未来竞争格局。从目前技术发展的路径来看,Xtacking架构的潜力和灵活性,确实为长江存储提供了持续创新的强大平台,让其有希望保持在第一梯队。
我们可以从几个方面看:首先,解耦带来的持续优势。Xtacking的核心思想——存储单元和外围电路分离制造,这个优势会随着技术发展越来越明显-1-4。未来的存储芯片,对I/O速度、能效、智能化管理的要求会越来越高。独立制造意味着外围电路可以像CPU、GPU一样,更快地采用最先进的逻辑制程(比如从28nm到更先进的节点),去集成更复杂的控制逻辑和加速器,从而实现性能的跨越式提升,而不必被存储单元制造工艺捆绑。这比传统一体式架构的升级路径更灵活、更快速。
堆叠技术的延续与革新。报道指出,即使是未来的Xtacking 4.0产品,也可能继续使用“串堆叠”等技术来有效增加有源层数-1。这说明在三维堆叠这条主赛道上,长江存储已经掌握了关键技术。将不同代际、甚至不同工艺的存储单元晶圆进行堆叠键合,是突破物理极限、向500层甚至1000层迈进的关键。Xtacking架构在晶圆键合方面积累的先发经验和核心技术,将成为其参与下一阶段竞争的“王牌”。
当然,科技竞赛没有终点,国际巨头也都在发力自己的架构创新(如三星的COP,海力士的4D PUC等)-3。长江存储能否“一直领先”,取决于研发投入、生态建设和市场把握等多方面因素。但可以肯定的是,通过Xtacking架构,它已经成功地跳出单纯比拼制程数字和堆叠层数的“军备竞赛”,开辟了一条以系统级创新和集成能力为核心的新赛道。只要坚持这条创新之路,它至少已经牢牢握住了成为全球存储行业重要一极、并持续参与巅峰角逐的入场券和主动权。未来的存储芯片竞争,将是架构、设计、制造、生态的全方位综合较量,好戏还在后头。