“封城”不阻“長江”猛追友商 國產128層閃存究竟有多強?


4月13日, 紫光集團旗下長江存儲重磅宣佈,成功研發兩款128層產品,分別是128層QLC 3D NAND閃存(型號:X2-6070)、128層512Gb TLC(3bit/cell)規格閃存芯片。前者已在包括群聯和聯芸等多家控制器廠商SSD等終端存儲產品上通過驗證,兩款產品可滿足不同應用場景的需求。

  早在去年9月,長江存儲便已開始量產基於Xtacking架構的中國首款64層3D NAND閃存。得益於Xtacking架構對3D NAND控制電路和存儲單元的優化,其64層TLC產品在存儲密度、I/O性能以及可靠性等領域都有不俗表現,上市之後廣受業界肯定。

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  而在128層系列產品中,Xtacking已全面升級至2.0。由於外圍電路和存儲單元分別採用獨立的製造工藝,CMOS電路可選用更先進的製程。另外,在芯片面積沒有增加的前提下,Xtacking2.0還為3D NAND帶來了更佳的擴展性,進一步釋放3D NAND閃存的潛能。QLC 產品較看重“讀性能”,同時“寫性能”也不能落下,因此在佈局上就增加了陣列讀寫的運行,可以有比較好的連續讀寫速度作為基礎,通過進一步的優化,這顆 128 層 QLC 的產品,在三個維度上做到了業界第一,包括面積最高密度、單顆最高容量達到1.33Tb,以及業界最快速度 1.6Gb/s的 I/O 。

  與傳統HDD相比,QLC SSD更具性能優勢。在消費類領域,QLC將率先在大容量U盤,閃存卡和SSD中普及。在企業級領域,QLC SSD將為服務器和數據中心帶來更低的讀延遲,使其更適用於AI計算、機器學習,實時分析和大數據中的讀取密集型應用。

  NAND Flash作為對供需平衡敏感、成本競爭極為激烈的強週期性產業,在過去一年,各大原廠產能主力已由64/72層NAND Flash切換至92/96層堆疊NAND Flash。據瞭解,2019年全球bit出貨量達到3090億GB,較2018年實現35%的增長。

  據悉,長江存儲一期生產線月產能為10萬片,今年以來產能一直在爬坡。至於量產時間,配合上述產能,128層NAND閃存將於今年年底到明年上半年陸續量產。

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  長江存儲跨越96層產品,直接從64層產品發展至128層產品,既得益於Xtacking技術的協助,也是國際競爭需求的助推。目前,包括三星、SK海力士等在內的國際領先存儲芯片廠商均已推出128層產品。

  例如,SK海力士在去年底已向客戶交付基於128層1Tb 4D NAND的工程樣品,近期推出基於首款128層 1Tb TLC 4D NAND閃存的企業級SSD。三星於去年中已批量生產250GB SATA SSD,為基於該技術的產品,年底實現了第6代128層512Gb TLC 3D NAND的量產。對於鎧俠/西數,今年開年順利研發出512Gb的BiCS5 TLC,還計劃推出112 層1Tb TLC和1.33Tb QLC。

  長江存儲作為後起之秀,自去年9月份成功量產64層3D NAND,併成為國內首家成功導入客戶群的國產存儲原廠,時隔7個月,再次帶來新突破。長江存儲3D NAND 競爭是以32層技術切入的,當時與友商的技術差距在4-5年間,突破64 層技術後,差距縮短至2年。

  不過,長江存儲的 64 層密度其實相當於友商的 96 層,因此真正差距其實更小,而今天宣佈研發成功128層,標誌著與業界主流已處於同一起跑線,長江存儲用三年時間便完成了從32層到128層的跨越。

  另外,美光自與英特爾分道揚鑣後,雙方在96層3D NAND技術以及二代3D XPoint技術上各自也走向獨立。近期,美光表示將於今年第三季度開始量產基於全新架構的128層3D NAND,並在第四季度開始商業出貨,但並沒有透露具體產品細節。而據外媒報道,英特爾計劃今年推出144層3D QLC NAND技術,期待之後雙方更多確切消息。

“封城”不阻“長江”猛追友商 國產128層閃存究竟有多強?

  在開年疫情影響的陰霾下,長江存儲所處的武漢市尤為緊張,本月8日才全面解禁封城,儘管官宣全員復工且產能利用率達到100%。但因為疫情過去幾個月在全球蔓延,市場需求十分低迷,初期主要是國內的消費市場受疫情影響,現在輪到海外市場了。

  對長江存儲而言,目前 12 寸晶圓廠的 64 層芯片產能還是屬於爬升期,處於64 層eMMC、UFS、SSD產品最後的研發階段,真正大量產出是下半年,屆時需求回暖,產品問世恰好可以趕上時程。

  而128層系列產品將會為其合作伙伴帶來更大價值,其中,128層QLC版本將率先應用於消費級SSD,並逐步進入數據中心、企業級服務器等領域,以滿足未來AI、5G時代多元化數據存儲需求。更重要的是,QLC降低了NAND閃存單位字節的成本,更適合作為大容量存儲介質。隨著主流消費類SSD容量邁入512GB及以上,QLC SSD未來具有廣闊的市場應用前景。


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