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芯片分為存儲芯片和非存儲芯片，其中存儲芯片的種類很多，按用途可分為主存儲芯片和輔助存儲芯片。前者又稱內(nèi)存儲芯片（內(nèi)存），可以與CPU直接交換數(shù)據(jù)，速度快、容量小、價格高。后者為外存儲芯片（外存），指除內(nèi)存及緩存以外的儲存芯片。此類儲存芯片一般斷電后仍然能保存數(shù)據(jù)，速度慢、容量大、價格低。

存儲芯片中最為重要的要屬DRAM（內(nèi)存）和NAND flash（閃存），2018年，中國進口了3120億美元的芯片（為中國進口金額最高的物品超過石油），其中存儲芯片占集成電路進口金額的39%，達到1230.6億美元。這1230.6億美元的存儲芯片中，高達97%的是DRAM和FLASH。如今閃存技術(shù)已經(jīng)發(fā)展26年，被美日韓三國的三星、東芝、美光、海力士、英特爾五家企業(yè)壟斷。

這些企業(yè)掌握了內(nèi)存和閃存的定價權(quán)，隨意操縱價格，2010年的時候，三星等企業(yè)非法操縱閃存價格更是遭遇歐美高價罰款。目前，主流的閃存技術(shù)是3D NADA，3D NAND是一種新興的閃存類型，通過把存儲單元堆疊在一起來解決2D或平面NAND閃存帶來的限制。普通的NAND是平房，那么3D NAND就是高樓大廈，建筑面積一下子變多了，理論上來講可以無限堆疊。

層數(shù)的增加也就意味著對工藝、材料的要求會提高。而且在堆疊層數(shù)增加的時候，存儲堆棧的高度也在增大，然而每層的厚度卻在縮小。每升級一次堆棧厚度都會變成原來的1.8倍，而層厚度會變成原來的0.86倍。在2016年前，中國在存儲芯片市場為0，所以極易被國外卡脖子。這個時候，紫光集團成立了長江存儲，來攻克閃存技術(shù)。

從2016年開始努力，到2017年11月，紫光集團花費了10億美元，整整1000人的研發(fā)團隊花費2年時間研發(fā)成功首款國產(chǎn)32層3D NAND存儲芯片。這標(biāo)志著中國存儲芯片實現(xiàn)了0的起步。2019年5月，紫光成功研發(fā)了64層堆棧閃存芯片，與三星的96層堆棧只有1代的差距，要知道，2018年64層堆棧3D NAND閃存才大規(guī)模量產(chǎn)。

三星、東芝等閃存大廠按照產(chǎn)品規(guī)劃，在2020年將量產(chǎn)128層堆棧閃存，紫光卻跳過了96層的研發(fā)，直接攻關(guān)128層閃存。2020年4月13日，長江存儲科技有限責(zé)任公司宣布其128層QLC 3D NAND 閃存（型號：X2-6070）研發(fā)成功，并已在多家控制器廠商SSD等終端存儲產(chǎn)品上通過驗證，領(lǐng)先了三星等企業(yè)。

長江存儲X2-6070是業(yè)內(nèi)首款128層QLC規(guī)格的3D NAND閃存，擁有業(yè)內(nèi)已知型號產(chǎn)品中最高單位面積存儲密度，最高I/O傳輸速度和最高單顆NAND 閃存芯片容量。此次同時發(fā)布的還有128層512Gb TLC（3 bit/cell）規(guī)格閃存芯片（型號：X2-9060），單顆容量512Gb(64GB)，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

根據(jù)Techinsihts的3D閃存路線圖及廠商的資料，三星的110+層（有128、136不同水平的）3D閃存核心容量可以做到QLC 1Tb，美光的128層、SK海力士的128層、Intel的144層QLC閃存也是1Tb核心容量，東芝/西數(shù)的112層BiCS 5技術(shù)的閃存堆?？梢宰龅絈LC 1.33Tb容量，是此前已知最高的。從容量上來說，長江存儲的X2-6070 QLC閃存與東芝/西數(shù)同級，比其他家的要高出33%。

除了容量之外，還要看性能，IO速度上X2-6070是1600Mbps，而三星的128層閃存速度是1200Mbps，西數(shù)、東芝的也是1200Mbps，其他家的IO速度沒有確切數(shù)據(jù)，估計也在1200Mbps左右。所以在IO性能上，長江存儲的X2-6070閃存也是第一，這點比其他廠商是要領(lǐng)先的，從技術(shù)指標(biāo)上來說，長江存儲的X2-6070閃存是國產(chǎn)閃存首次進入第一梯隊，而且同時在容量、密度及性能上領(lǐng)先，意義重大。

這也是中國首次在閃存規(guī)格上超過三星等內(nèi)存大廠，標(biāo)志著中國打破了美日韓在閃存市場上的定價權(quán)。自所以紫光在閃存規(guī)格上可以和其他閃存大廠處于同一梯隊，是因為紫光還自研了Xtacking結(jié)構(gòu)的3D NAND閃存技術(shù)，該技術(shù)將為3D NAND閃存帶來前所未有的I/O高性能，更高的存儲密度，以及更短的產(chǎn)品上市周期。

采用Xtacking，可在一片晶圓上獨立加工負責(zé)數(shù)據(jù)I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的加工方式有利于選擇合適的先進邏輯工藝，以讓NAND獲取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。存儲單元同樣也將在另一片晶圓上被獨立加工。當(dāng)兩片晶圓各自完工后，創(chuàng)新的Xtacking技術(shù)只需一個處理步驟就可通過數(shù)百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses，垂直互聯(lián)通道)將二者鍵合接通電路，而且只增加了有限的成本。

2019年，長江存儲再次升級了Xtacking技術(shù)，發(fā)布了Xtacking2.0，將進一步提升進一步提升NAND吞吐速率、提升系統(tǒng)級存儲的綜合性能。當(dāng)然了，雖然我們打破了美日韓在芯片市場的定價權(quán)，但是紫光還需要提高產(chǎn)能才能實現(xiàn)自給自足，紫光的量產(chǎn)64層堆棧3D閃存，容量256Gb，TLC芯片，到2020年底，產(chǎn)能每月也才6萬片，與全球閃存芯片每月產(chǎn)能約為130萬片晶圓相比，今年內(nèi)國產(chǎn)閃存的產(chǎn)能占比不過3%而已。

三星、東芝、美光等公司今年在128層級別的3D閃存上，生產(chǎn)進度及產(chǎn)能上依然是領(lǐng)先的，目前，紫光要在2021年才能徹底趕上其他閃存大廠的產(chǎn)能，希望到時候國內(nèi)企業(yè)可以支持我們自己研發(fā)的閃存芯片。另外，紫光目前也在攻關(guān)內(nèi)存芯片，除了紫光，合肥長鑫也在攻關(guān)內(nèi)存芯片，合肥長鑫為了減少美國制裁威脅，它們重新設(shè)計了DRAM芯片，以盡量減少對美國原產(chǎn)技術(shù)的使用。

隨著紫光集團和合肥長鑫的雙拳齊出，中國在也不需要在存儲芯片領(lǐng)域看西方的眼色了。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，中國會慢慢發(fā)展，從而構(gòu)建屬于我們的半導(dǎo)體生態(tài)。
（責(zé)任編輯：fqj）