北京時間2018年8月7日,長江存儲官網的一篇新聞稿表示其公開發(fā)布了一條其突破性技術——Xtacking。
據該稿件介紹,采用Xtacking可在一片晶圓上獨立加工負責數據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。當兩片晶圓各自完工后,創(chuàng)新的Xtacking技術只需一個處理步驟就可通過數百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses,垂直互聯通道)將二者鍵合接通電路,而且只增加了有限的成本。
長江存儲CEO楊士寧博士還用具體數值詳細說明了該技術的潛力:“目前,世界上最快的3D NAND I/O速度的目標值是1.4Gbps,而大多數NAND供應商僅能供應1.0 Gbps或更低的速度。利用Xtacking技術我們有望大幅提升NAND I/O速度到3.0Gbps,與DRAM DDR4的I/O速度相當。這對NAND行業(yè)來講將是顛覆性的。”
單從數據來說,這應該可以被稱為“嚇人”的技術,楊士寧博士口中的目前世界最快的3D NAND I/O速度似乎指的是三星上個月宣布量產的第五代V-NAND 3D堆疊閃存。該技術采用的是TLC顆粒,內部包含超過850億個3D TLC CTF存儲單元,每個單元可以存儲三位數據,核心容量為256GB。三星的第五代V-NAND 3D堆疊閃存業(yè)界首次采用Toggle DDR 4.0接口,傳輸速率提升至1.4Gbps,與前代64層堆棧的V-NAND閃存相比提升了40%。
那么說來,有媒體用“叫板三星”來做標題就顯得非常自然。不過拿剛公布的技術來對比三星宣布量產的技術,是否合適呢?
這就讓TechSugar小編想到了另一個引起轟動的存儲技術——3D Xpoint。早在2005年,英特爾和美光成立了一家合資公司英特爾-美光閃存科技(IMFT),旨在共同制造NAND閃存,第一款產品就是72nm的平面NAND。這個新型的3D XPoint就是該合資公司于2015年研發(fā)。
當時可謂風光一時,因為根據英特爾官方說法,“3D XPoint閃存各方面都超越了目前的內存及閃存,性能是普通閃存的1000倍,可靠性也是普通閃存的1000倍,容量密度是內存的10倍,而且是非易失性的,斷電也不會損失數據。” 后來證實1000倍的速度只是理論值,目前使用3D XPoint介質的產品雖然有顯著的速度提升,但并沒有達到這樣的效果。不過隨著大數據、人工智能的發(fā)展,3D Xpoint還是令人充滿向往的。
奈何就在上個月,英特爾和美光正式宣布雙方的3D XPoint共同開發(fā)計劃即將在2019年劃下句點。不過英特爾相關業(yè)務的高管在接受《EE Times》的電話采訪時,表示了對這個技術的固執(zhí)。
而美光這邊,在今年6月份的時候預告了2018年下半年96層3D NAND技術將會開始批量出貨,并計劃打造超過120層的第四代3D NAND。另一個存儲界的巨頭——SK海力士正處于72層堆疊產品階段。而東芝西部數據宣布成功開發(fā)采用96層BiCS4架構的第二代3D QLC NAND,并預計2018年下半年開始供貨。可以看出,在3D NAND的市場上,三星帶著一批狂徒們往前猛沖。畢竟這也是一份美差事,靠這個產品每家公司都賺的盆滿缽滿。
最后我們再將目光回到長江存儲身上,雖說目前其3D NAND存儲技術的進度有些落后,但背后的精神值得點贊。
“熬”過來的長江存儲
說到長江存儲就不得不提紫光和武漢新芯,其中武漢新芯成立于2006年,是湖北省和武漢市下定決心進軍集成電路制造領域的產物。起初是做DRAM,后因DRAM價格低谷周期原因而放棄,轉為生產NAND Flash閃存。2010年其訂單數量急劇下降,甚至面臨公司出售的窘境,屆時國外多家企業(yè)也對其垂涎。生存狀況一直處于艱難的武漢新芯在武漢市政府的堅持下,最終成為中芯國際子公司。奈何業(yè)績一直很難看,中芯國際的10億注資只能作罷。直到國家集成電路大基金的出手,才讓武漢新芯出現轉機。2016年3月武漢新芯宣布,將投資240億美元在武漢打造一個世界級的半導體存儲企業(yè),集中精力研究生產NAND FLASH和DRAM。
另一個主角紫光,是在2016年7月份參與進來,在武漢新芯基礎上成立了長江存儲。武漢新芯將成為長江存儲的全資子公司,而紫光集團則是參與長江存儲的二期出資。當年12月底,由長江存儲主導的國家存儲器基地正式動土。
2017年1月,紫光集團進一步宣布投資300億美元(約2000億人民幣),在江蘇南京投資建設半導體存儲基地,一期投資100億美元,建成月產能10萬片,主要生產3D NAND FLASH、DRAM存儲芯片。2月份中科院微電子所的網頁上就傳來了令人振奮的消息,國產32層3D NAND FLASH芯片取得突破性進展,通過電學特性等各項測試。
2017年9月長江存儲新建的國家存儲器基地項目(一期)一號生產及動力廠房實現提前封頂。這年的11月,有媒體報道了長江存儲已經成功研發(fā)32層3D NAND Flash芯片。對此,趙偉國在央視財經頻道《對話》欄目中表示,“這枚芯片價值10億美元。這是一枚32層64G存儲芯片,是長江存儲1000人干了2年時間研發(fā)出來的。”
今年4月份,重達16噸價值400萬美金的精密儀器空降長江存儲。隨后5月份,就有消息爆出,長江存儲迎來了自己的第一臺光刻機,193nm沉浸式設計,可生產20-14nm工藝的3D NAND閃存晶圓,售價達7200萬美元,約合人民幣4.6億元,該光刻機來自ASML。
日前主管紫光半導體業(yè)務的聯席總裁刁石京表示長江存儲的32層堆棧3D NAND閃存今年Q4季度量產,64層堆棧的3D NAND閃存則會在2019年量產。
可以看出,這一路走來全靠兩個詞,一個是“堅持”一個是“砸錢”,合起來就是“堅持砸錢”。
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原文標題:叫板三星?請正確看待長江存儲的全新3D NAND架構——Xtacking
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