一片指甲盖大小的芯片上堆叠近300层存储单元,长江存储的3D NAND技术让国际竞争对手惊呼技术进步速度超出预期。
长江存储凭借其创新的Xtacking 4.0技术已成功实现267层3D NAND TLC芯片的规模化量产-1。通过独特的“阵列-逻辑分离”设计,这项技术采用晶圆对晶圆的混合键合方式,实现了高性能与高密度的结合。

最新消息显示,该公司已经着手建设一条完全依赖国产工具的试验生产线,预计2025年下半年开始试产-2-7。

长江存储的技术突围之路可以说是从架构创新开始的。Xtacking架构的核心在于“阵列-逻辑分离”设计,这一思路彻底改变了传统3D NAND的结构布局。
最新版本的Xtacking 4.0中,铜-铜直接键合的对准精度达到次微米级别,这不仅仅是数字上的进步-1。它意味着信号传输路径被优化,芯片厚度得以减少,为未来更高层数的NAND技术发展奠定了基础。
在267层NAND芯片中,长江存储展现了精细的工程调控能力。通过调控模厚工程与垂直通道孔设计,芯片通道孔数被设定为16个,垂直通道间距则精确控制在132纳米-1。
这种平衡高密度与制程可控性的能力,标志着中国在半导体制造工艺上的成熟。
面对自2022年底被列入实体清单后无法获得美系先进设备的困境,长江存储的产能扩张计划显得格外引人注目。公司预计2024年底月产能将提升至13万片,2025年进一步增至15万片-2。
这一产能对应全球NAND Flash供应约8%,而长江存储的目标是在2026年底挑战全球产量的15%-2。
为了实现这一目标,长江存储正在加速导入自研技术与本土设备。一条仅采用中国制造设备的试验生产线正在建设中,预计2025年下半年开始试产-2-7。
这一举措被视为对美国出口管制政策的直接回应,也是中国芯片设备自主化的重要试金石。
市场的反应最能说明技术实力。根据Counterpoint数据,长江存储今年第一季度在全球NAND出货量中市场份额首次达到10%,第三季度更是同比增长4个百分点至13%-4-9。
这一增长势头直逼全球排名第四的美国美光科技。
以中国品牌的笔记本电脑和智能手机为中心,采用长江存储产品的设备数量不断增加。尽管目前销售额仅占全球8%,但全年市场份额有望稳定超过10%-4。
如果长江存储能将月产量提升至20万片,将具备影响全球NAND Flash价格走势的话语权-2。
长江存储在价格上也具有明显优势,其NAND产品比其他国家的同类产品便宜10%到20%-4。这种价格竞争力,加上持续提升的产品良率,使其在全球市场上形成了独特的竞争优势。
长江存储的产品路线图展现了清晰的技术演进路径。公司第五代3D TLC NAND产品X4-9070采用294层堆叠架构,接口速度达3600 MT/s-2-8。
这款产品基于晶栈®Xtacking® 4.0技术,相比上一代产品,其I/O传输速度提升50%,存储密度提高36%-8。
展望未来,长江存储计划在2025年稍晚推出3D QLC X4-6080产品,可能延续294层堆叠设计。而到2026年,公司计划量产2TB 3D TLC X5-9080与3D QLC X5-6080,后者将支持4800 MT/s的高速接口-2。
下一代架构预计将超过300层堆栈,进一步提升每片晶圆的位输出-2。
尽管长江存储在3D NAND领域取得了显著进展,但面临的挑战也不容忽视。试验线仍处于初期阶段,能否顺利放量和规模量产尚未明朗-2。
特别是在良率、制造成本与技术可靠性三个方面,长江存储仍有待突破。
在极紫外光刻等关键设备领域中国仍存在差距-2。虽然长江存储在设备国产化方面已取得进展,国产化率领先中国平均水平,但先进曝光设备仍依赖进口,这是实现完全自主量产的主要瓶颈。
国际市场方面的挑战同样存在。由于美国2022年将长江存储列为限制对象,日本企业也因担忧制裁风险而未积极采用其产品-4。这意味着,长江存储的国际化道路仍然充满不确定因素。
随着长江存储武汉周边新厂区投资的完成,其产能有望占据全球供应量的约20%。这一数字将可能使长江存储超越日本铠侠,直逼韩国SK海力士的市场地位-4-9。
尽管在试验线良率和供应链优化方面仍需突破,这家中国存储芯片企业的技术路线图已经展开至300层以上。
当国际半导体产业协会指出中国厂商良品率持续增加时,一个趋势已经形成:如果价差持续存在,采用中国内存将成为不可避免的选择-4。
网友提问1:长江存储的Xtacking技术到底有什么特别之处?为什么能帮助他们在层数竞赛中快速追赶?
长江存储的Xtacking技术确实有其独特之处,它采用了一种创新的“阵列-逻辑分离”设计思路。简单来说,传统3D NAND是把存储单元和控制电路做在同一块晶圆上,而Xtacking技术则是分开制造后再拼接在一起-1。
这种方法的好处可多了!首先,它能大幅提高存储密度,因为两部分可以独立优化。最新的Xtacking 4.0技术中,铜-铜直接键合的对准精度达到了次微米级别,这意味着连接更精准,信号传输路径更短-1。
这种分离设计让生产更灵活。存储阵列部分可以使用最适合的工艺,而逻辑电路部分也能独立优化,最后通过混合键合技术把它们像搭积木一样精准地拼接起来-1。
这就好比原来要在同一个房间里既做卧室又做书房,现在可以把两个专门设计的房间拼在一起,每个房间都能发挥最大效用。
在267层NAND芯片中,长江存储通过精细调控模厚工程与垂直通道孔设计,把芯片通道孔数设定为16个,垂直通道间距精确控制在132纳米-1。这种精细控制能力,加上Xtacking技术的灵活性,确实为他们在层数竞赛中提供了独特优势。
网友提问2:国产化生产线对长江存储有多重要?如果他们真的全部用国产设备,性能会不会打折扣?
国产化生产线对长江存储来说,简直是生命线一样重要!自从2022年底被列入实体清单后,他们无法获得美系先进设备-2。这种情况下,如果不推进国产化,就等于被卡住了脖子。
现在他们正在建设一条完全依赖国产工具的试验生产线,预计2025年下半年开始试产-2。这条生产线如果能成功,将成为中国芯片设备自主化的重要试金石-2。
你问国产设备性能会不会打折扣,这个问题很实际。确实,在极紫外光刻等最先进的设备领域,中国还存在差距-2。但事情的另一面是,长江存储在设备国产化方面已经取得了进展,国产化率领先中国平均水平-7。
而且他们采用了一些巧妙的技术路线,比如通过串堆叠技术成功绕过美国对128层以上堆叠技术设备的出口限制-2。
性能方面,长江存储最新的“Xtacking 4.0”芯片在性能上已经与市场领导者相当-2。这说明通过技术创新的方式,可以在一定程度上弥补设备上的不足。当然,完全国产化的生产线在初期的良率和稳定性方面确实面临挑战-2,但这是必须要走的路。
网友提问3:普通消费者什么时候能用到基于长江存储最新技术的产品?现在市场上能买到的有哪些?
咱们普通消费者其实现在已经能接触到长江存储技术的产品了!长江存储旗下有零售存储品牌“致态”,主要产品包括固态硬盘、移动固态硬盘和存储卡等-10。这些产品都采用了基于Xtacking架构的长江存储原厂颗粒。
如果你最近买过固态硬盘,可能已经无意中用上了长江存储的技术。他们的产品已经被多家中国品牌的笔记本电脑和智能手机采用-4-9。随着长江存储市场份额的增长,我们会在更多设备中看到他们的身影。
至于最新的技术,比如那个267层的3D NAND,通常会先应用在企业级和数据中心产品中,然后逐步下放到消费级产品-1。这个过程需要一段时间,因为要确保稳定性和良率。
但消费者不必等太久,长江存储的产品路线图显示,他们将在2025年推出3D QLC产品,2026年量产2TB容量的产品-2。这些新技术会逐渐出现在我们能够买到的固态硬盘和其他存储设备中。
现在市场上,基于长江存储技术的固态硬盘在性能和价格方面都有不错的表现。特别是价格方面,相比国外品牌同类产品,它们通常有10%-20%的价格优势-4。对于追求性价比的消费者来说,这无疑是个好消息。