一粒芝麻大小的芯片里,密密麻麻堆叠了267层存储单元,长江存储的工程师们像建造微型摩天大楼一样,在半导体世界里创造了新的中国高度。
长江存储作为中国存储芯片的领军企业,已成功实现267层3D NAND TLC芯片的规模化量产-1。

这颗芯片采用长江存储独有的Xtacking 4.0架构,通过创新的混合键合技术,将存储单元和外围电路分别制造后再键合连接,实现了高性能与高密度的完美结合。

长江存储在3D NAND领域的技术突破可谓实至名归。最新的267层3D NAND芯片已经进入量产阶段-1。
这个数字背后是长江存储自主研发的Xtacking 4.0技术,该技术采用了独特的“阵列-逻辑分离”设计思路,实现了存储单元与外围电路的分开制造。
你可能不知道,传统的3D NAND架构中外围电路约占芯片面积的20%-30%,而随着堆叠层数增加,这一比例可能高达50%以上-5。
长江存储的解决方案是在两片独立晶圆上分别加工外围电路和存储单元,然后通过混合键合技术将它们连接在一起。
这样的设计不仅提高了存储密度,还允许选择更先进的逻辑工艺,从而获得更高的I/O接口速度。目前,长江存储的第五代3D TLC NAND接口速度已达3600MT/s,而计划中的下一代产品将达到4800MT/s-3。
关于长江存储3D NAND到底多少层了,市场上存在不同说法。除了267层的量产消息外,也有资料显示长江存储已出货232层TLC芯片,该芯片通过双层堆叠实现了294层的等效密度-9。
这种差异可能源于不同的计数方式或产品迭代阶段。实际上,长江存储的第五代3D TLC NAND确实采用了294层堆叠架构-4。
这种高密度堆叠是如何实现的?答案在于精细的工程优化。长江存储的工程师们通过精细调控模厚工程与垂直通道孔设计,将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。
更令人印象深刻的是,长江存储创新性地引入了“无阶梯式字线接触”结构。这种设计大幅降低了制程复杂度,同时减少了边缘面积的浪费,为迈向300层以上的技术高峰铺平了道路-1。
长江存储的技术突破背后,是一条充满挑战的国产化之路。自2022年底被美国列入实体清单后,长江存储无法取得先进的美系晶圆制造设备-2。
面对这一困境,长江存储没有止步不前,反而加速推进设备国产化进程。据报道,长江存储正推动一条全国产设备试验生产线,预计于2025年下半年试产-3。
这条生产线的建设是对美国出口管制措施的应对,也是中国芯片设备自主化的重要试金石。
目前,长江存储的设备国产化率已达45%,远高于中国其他主要晶圆厂-10。例如,中芯国际在荆城晶圆厂的国产化率为22%,在临港晶圆厂为18%-10。
长江存储的国内供应商包括中微公司、北方华创等-2。这些企业提供蚀刻工具、化学气相沉积工具等关键设备,但在先进曝光设备方面仍需进口-2。
尽管面临外部限制,长江存储的市场雄心丝毫不减。公司预计到2024年底月产能将达13万片,2025年上看15万片,供应全球约8%的NAND产量-2。
更长远的目标是到2026年底挑战全球市占15%-2。这一成长主要得益于其第五代3D TLC NAND的投产,该产品采用294层堆叠架构,位密度显著提升-3。
产品线方面,长江存储除已出货的1TB X4-9070外,2025年稍晚将推出3D QLC X4-6080-3。
至2026年,公司计划量产2TB 3D TLC X5-9080与3D QLC X5-6080,后者将支持4,800MT/s高速接口-3。下一代架构预计将超过300层堆叠,进一步提升每片晶圆的位输出-3。
长江存储的未来并非一帆风顺。尽管技术不断突破,但公司仍面临着诸多挑战。试验线的良率与稳定性尚待验证-2,大规模量产仍需时间-10。
分析师指出,即使试验线获得成功,从良率稳定到成本优化,再到产品迭代,至少还需要3-5年的打磨周期-5。
另一个挑战来自技术层面。虽然长江存储最新的Xtacking 4.0芯片在性能上与市场领导者相当,但由于在极紫外光刻等关键领域中国仍存在差距,持续增长将取决于缩小设备和产量差距的能力-5。
不过,长江存储也有自己的技术优势。公司四年前就已经将混合键合技术应用于3D NAND制造,并将其命名为“晶栈”,在这一领域构建了全面的自主专利体系-5。
长江存储最新的第五代3D TLC NAND产品采用Xtacking 4.0架构,堆叠层数已经高达294层,拥有232个有源层-4。
面对国际竞争,长江存储月产能已接近13万片晶圆,约占全球产能8%,正在建设的全国产化试验产线预计2025年下半年试产-9。
一粒芝麻粒大小的267层3D NAND芯片,内部有3665亿个存储单元,存储容量达到惊人的1.33TB-8。这家中国存储芯片企业正用技术突破,在半导体世界的摩天大楼竞赛中,一层层垒起自主创新的新高度。
网友“芯想事成”提问:看到有的报道说长江存储3D NAND已经达到267层,有的又说实现了294层,到底哪个数字是准确的?这中间有什么区别?
嗨,这位网友的观察很仔细!确实,关于长江存储3D NAND多少层了,不同来源有不同说法,但这其实不是矛盾。
267层是TechInsights报告确认的长江存储已实现量产的3D NAND TLC芯片层数-1。而294层则是指长江存储第五代3D TLC NAND产品的堆叠层数-4。
这里有个技术细节需要了解:长江存储的第五代3D TLC NAND有294层,但其中包含232个有源层-4。有源层才是实际存储数据的部分,其他层可能包含支撑结构或连接层。
另外,长江存储采用了一种叫做“串堆叠”的技术,将多个3D NAND结构组合在一起。比如他们的第五代产品就是将两个分别包含150层和144层的结构结合在一起,实现总共294层-10。
所以这两个数字都是准确的,只是描述了不同产品或不同统计方式下的层数。这种层数差异在半导体行业很常见,不同厂商有不同的计数方法。
网友“科技观察者”提问:长江存储的全国产化产线进展如何?真的能完全摆脱对国外设备的依赖吗?
这个问题问到了点子上!长江存储在设备国产化方面确实在加速推进。根据最新消息,长江存储正建设一条仅采用中国制设备的试验线,预计2025年下半年试产-2。
目前,长江存储的设备国产化率已达到45%,远高于中国其他主要晶圆厂-10。作为对比,中芯国际在荆城晶圆厂的国产化率为22%,在临港晶圆厂为18%-10。
但要说完全摆脱对国外设备的依赖,短期内还不现实。长江存储的国内供应商包括中微公司、北方华创等-2,这些企业在蚀刻、沉积等设备领域已具备一定实力,但在先进曝光设备方面仍需要进口-2。
特别是极紫外光刻设备,中国目前仍存在明显差距-5。长江存储要实现100%设备国产化还有很长的路要走,但45%的国产化率已经是一个令人瞩目的成就。
国产化试验线的意义不仅在于替代进口设备,更重要的是建立完整的国产设备生态系统,这需要设备供应商、材料供应商和制造商的紧密配合。
网友“存储爱好者”提问:长江存储的这些技术突破对我们普通消费者有什么实际影响?未来固态硬盘价格会因此下降吗?
这位网友的问题很实际!长江存储的技术突破对我们普通消费者有多方面的影响。
最直接的影响是固态硬盘价格可能更加亲民。随着长江存储产能提升,全球NAND供应增加,市场竞争加剧,自然会推动价格下行。有分析指出,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闪存价格走势的话语权-3。
消费者会有更多选择。长江存储的3D NAND芯片已应用于各种存储设备,包括固态硬盘、移动存储设备等-4。随着国产芯片性能提升,市场上会出现更多搭载长江存储芯片的产品。
在性能方面,长江存储的最新产品接口速度已达3600MT/s,计划中的下一代产品将达到4800MT/s-3。这意味着未来固态硬盘的读写速度会更快,特别是大文件传输和高清视频编辑等场景会有明显改善。
长远来看,长江存储计划在2026年量产2TB 3D TLC产品-3。这意味着未来单个固态硬盘的容量会更大,价格也可能更合理,对于需要大容量存储的用户来说是个好消息。