長江存儲推全新3D NAND架構(gòu) 挑戰(zhàn)三星存儲

中國政府支持下的3D NAND制造商長江存儲科技公司宣稱，其將在明年正式推出閃存芯片產(chǎn)品。

長江存儲公司目前正在開發(fā)的是一款32層3D NAND芯片，其目標(biāo)數(shù)據(jù)訪問速度為每秒3 Gbit，據(jù)稱這一水準(zhǔn)相當(dāng)于DDR4內(nèi)存的速度表現(xiàn)。

長江存儲公司指出，其32層3D NAND芯片將于2019年投入批量生產(chǎn)，該工廠每月可生產(chǎn)30萬片晶圓，主要用于智能手機(jī)、個人計算、數(shù)據(jù)中心以及企業(yè)級應(yīng)用。不過目前我們還無法確認(rèn)該芯片的速度表現(xiàn)將接近DDR4內(nèi)存的說法。

長江存儲公司CEO楊士寧在一份聲明中表示：

目前，全球速度最快的3D NAND I/O水平為每秒1.4 Gbit，而業(yè)界所發(fā)布的大多是每秒1.0 Gbit甚至更低的產(chǎn)品。憑借我們的Xtacking技術(shù)，產(chǎn)品NAND I/O速度將可達(dá)到每秒3 Gbit，類似于DRAM DDR4的I/O速度。這一表現(xiàn)將改變NAND行業(yè)的游戲規(guī)則。

長江存儲公司的32層芯片在層數(shù)方面僅為96層前沿水準(zhǔn)的三分之一，而目前英特爾/美光、西部數(shù)據(jù)/TMC以及三星的代工廠都已經(jīng)開始生產(chǎn)96層產(chǎn)品。然而，如果長江的芯片真的能夠?qū)⑺俣缺憩F(xiàn)提升至三倍，那么層數(shù)較小的問題可能不再是問題。

事實(shí)上，如果真能實(shí)現(xiàn)這樣的速度表現(xiàn)，那么其將成為比英特爾3D XPoint性能更強(qiáng)的非易失性存儲器方案。

Xtacking技術(shù)類似于美光的CMOS-under-Array（簡稱CuA）設(shè)置，其芯片的外圍邏輯電路構(gòu)建在NAND層下方，能夠顯著減少芯片的整體面積。不過區(qū)別在于，長江存儲公司將其邏輯電路置于芯片之上，而非下方。

長江存儲公司擁有中國政府提供的強(qiáng)大支持，且多數(shù)股權(quán)歸紫光集團(tuán)所有。該公司指出，傳統(tǒng)3D NAND設(shè)計（這里并不特指美光公司）當(dāng)中，外圍電路往往占芯片面積的20%到30%，這會嚴(yán)重拉低NAND的存儲密度。隨著3D NAND技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展至128層以上，外圍電路最終可能占芯片總面積的50%以上。

這家中國本土芯片制造商的Xtacking技術(shù)能夠有效回避這個問題，而且雖然還沒有對具體方式給出確切解釋，但其確實(shí)也打開了進(jìn)一步提升速度表現(xiàn)的大門。

長江存儲公司在其網(wǎng)站上添加了一段宣傳視頻，但其中并沒有提供多少細(xì)節(jié)信息。

這款芯片由獨(dú)立的NAND與外圍電路晶圓構(gòu)成。外圍電路負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)IO與存儲單元操作，旨在實(shí)現(xiàn)必要的功能設(shè)置與IO速度。但就目前公布的信息，我們無從得知其如何實(shí)現(xiàn)高達(dá)每秒3 Gbit的速度表現(xiàn)。

長江存儲公司發(fā)布的聲明指出：“一旦完成陣列晶圓的處理，兩塊晶圓將通過數(shù)百萬個金屬VIA（即垂直互連接入）實(shí)現(xiàn)電路連接，而這些VIA將在同一工藝環(huán)節(jié)之內(nèi)在整片晶圓上同時構(gòu)建完成?！?/p>

這份聲明表示，此項(xiàng)設(shè)計能夠帶來遠(yuǎn)超傳統(tǒng)3D NAND的存儲密度。此外，其還可以獨(dú)立開發(fā)及處理陣列與外圍電路，從而實(shí)現(xiàn)“模塊化、并行化的產(chǎn)品開發(fā)與制造方法，從而將產(chǎn)品開發(fā)時間縮短至少三個月，并將制造周期縮短20%——這將顯著加快3D NAND產(chǎn)品的上市時間?！?/p>

這家制造商同時提到，其能夠立足外圍邏輯電路構(gòu)建具有特定及特殊功能的定制化NAND產(chǎn)品。這對于OEM類客戶無疑具有重大吸引力。

來自O(shè)bjective Analysis公司的分析師Jim Handy指出，“東芝與PMC Sierra在兩到三年之前就率先利用單獨(dú)的邏輯芯片實(shí)現(xiàn)多層NAND的速度提升，并在閃存記憶體峰會上展示了其堆疊式NAND?！?/p>

“長江公司拿出的是一種成本略低的重現(xiàn)方案，因?yàn)槠洳辉俨捎霉柰?，而是?shí)現(xiàn)面對面鍵合，從而將每個邏輯芯片限制在單一NAND芯片之內(nèi)。這確實(shí)能夠帶來速度提升，但NAND閃存本身是一種速度較低的介質(zhì)。這樣的作法到底是否值得，最終還要看市場的實(shí)際反響。”