長江存儲(chǔ)Xtacking技術(shù):用它,國產(chǎn)存儲(chǔ)打敗了美光、三星
先說一個(gè)事實(shí),那就是中國大陸的長江存儲(chǔ),成為了全球第一家量產(chǎn)232層3D NAND閃存芯片的廠商,技術(shù)已經(jīng)超過了三星、美光、SK海力士、鎧俠等巨頭。
事實(shí)上,長江存儲(chǔ)一直保持低調(diào),并沒有公布這個(gè)事實(shí),但是TechInsights發(fā)現(xiàn)使用長江存儲(chǔ)芯片顆粒的SSD太強(qiáng)了,于是拆解了這一款海康威視的 CC700 2TB 的固態(tài)硬盤,最后才發(fā)現(xiàn),這款SSD用上了 232 層的 3D NAND 結(jié)構(gòu)。
于是消息刷屏網(wǎng)絡(luò),廣大網(wǎng)友是興奮不已,因?yàn)檫@可能是第一次,中國大陸廠商在半導(dǎo)體領(lǐng)域,技術(shù)全球第一。
那么問題就來了,一家成立僅7年多的公司,怎么就能夠在技術(shù)上超過三星、美光這些巨頭呢?這里要提到長江存儲(chǔ)自研的一個(gè)3D技術(shù),那就是Xtacking,也稱之為“晶?!?。
我們知道芯片提升性能的常見辦法是提升工藝,比如從14nm提升至10nm,再7nm,5nm,3nm,這種方法是平面微縮。
而在NAND這種存儲(chǔ)芯片中,大家發(fā)現(xiàn),當(dāng)工藝提升至15nm左右后,再微縮工藝,會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,有可能出現(xiàn)丟失、錯(cuò)亂等現(xiàn)象。
而NAND是用于SSD等存儲(chǔ)設(shè)備的,一旦存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)出問題了,那這設(shè)備擁有再高的性能,也沒人用,數(shù)據(jù)穩(wěn)定安全大于一切。
于是存儲(chǔ)芯片廠商們,在15nm后,已經(jīng)不再是提升工藝,而是改變策略,不再從平面來微縮晶體管了,而是采用上、下堆疊,變成3D結(jié)構(gòu)。
而XX層3D NAND閃存,即代表著這塊芯片,是采用了上下XX層的堆疊技術(shù),堆疊的越多,技術(shù)越先進(jìn),存儲(chǔ)密度越高。
存儲(chǔ)芯片其實(shí)分為兩個(gè)功能區(qū)的,一個(gè)是負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元,一個(gè)是讀取/存入數(shù)據(jù)的單元,這兩塊是相互獨(dú)立,但又緊密聯(lián)系的。
而長江存儲(chǔ)在不斷的研究中發(fā)現(xiàn),如果讀取/存入數(shù)據(jù)的單元,將工藝進(jìn)行微縮,比如提升至14nm,12nm等,與15nm工藝相比,是可以大幅度的提升讀取/存入數(shù)據(jù)的速度的。
而存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元,則不能提升工藝,只能維持在15nm或更成熟的工藝,一旦提升工藝,穩(wěn)定性就下降了。
于是長江存儲(chǔ)有一個(gè)大膽的想法,既然這兩部分是相互獨(dú)立的,且特性也不一樣,那干脆就將他們分開好了,用不同的工藝來制造。
長江存儲(chǔ)的Xtacking就這樣誕生了,他是一種3D立體結(jié)構(gòu),其中存儲(chǔ)單元和讀取/存入數(shù)據(jù)的單元是分屬不同的晶圓上的。
這樣存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元,采用成熟一點(diǎn)的工藝來制造,保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。但是讀取/存入數(shù)據(jù)的單元,則采用先進(jìn)一點(diǎn)的工藝來制造,保證讀取/寫入的速度,再通過電路將兩者連接起來。
這樣,制造出來的3D NAND閃存,既能夠保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,又能夠保證良好的讀取/寫入性能,達(dá)到兩者兼顧的目的。
同時(shí)采用Xtacking技術(shù)來制造芯片,還能夠大大縮短芯片周期,因?yàn)樽x取/寫入部分, 與存儲(chǔ)部分,可以分開制造,采用不同工藝,能夠大大提高生產(chǎn)效率。于是長江存儲(chǔ)就靠Xtacking這一技術(shù),超過了三星、美光等巨頭,率先全球量產(chǎn)232層3D NAND。
當(dāng)然,技術(shù)是超過了,但后果很嚴(yán)重,美國被嚇住了,將長江存儲(chǔ)拉入了“實(shí)體清單”,對(duì)一些先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行了限制,可以預(yù)測的是,在這樣的情況下,這一先進(jìn)工藝要擴(kuò)產(chǎn),比較困難了,估計(jì)會(huì)錯(cuò)過通過技術(shù),搶占市場的窗口期,而這也是美國的目的。
