长江存储宣布推出128层闪存，单颗容量达1.33Tb
2020-04-13
14:00:03
来源: 半导体行业观察
今天，本土存储大厂长江存储科技有限责任公司宣布，其128层QLC 3D NAND 闪存（型号：X2-6070）研发成功，并已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。
据长江存存储介绍，X2-6070作为业内首款128层QLC规格的3D NAND闪存，拥有业内已知型号产品中最高单位面积存储密度，最高I/O传输速度和最高单颗NAND 闪存芯片容量。此次同时发布的还有128层512Gb TLC（3 bit/cell）规格闪存芯片（型号：X2-9060），以满足不同应用场景的需求。
长江存储市场与销售高级副总裁龚翊（Grace）表示：“作为闪存行业的新人，长江存储用短短3年时间实现了从32层到64层再到128层的跨越。这既是数千长存人汗水的凝聚，也是全球产业链上下游通力协作的成果。随着Xtacking® 2.0时代的到来，长江存储有决心，有实力，有能力开创一个崭新的商业生态，让我们的合作伙伴可以充分发挥他们自身优势，达到互利共赢。”
对闪存技术有了解的读者应该都知道，NAND 闪存通常可以分为SLC、MLC、TLC和QLC四类，QLC就是继TLC（3 bit/cell）后3D NAND的第四代存储方式，也是当前最新一代的闪存技术。从原理上看，QLC的每个单元可储存4个数据，那就意味着与前三种闪存相比，QLC闪存可以在同等的die面积上，存储更多的数据。拥有成本更低、容量更大、高密更高等特点，适合于读取密集型应用。
长江存储方面也表示，其每颗X2-6070 QLC闪存芯片拥有128层三维堆栈，共有超过3,665亿个有效的电荷俘获型（Charge-Trap）存储单元 ，每个存储单元可存储4字位（bit）的数据，共提供1.33Tb的存储容量。
如果将记录数据的0或1比喻成数字世界的小“人”，一颗长江存储128层QLC芯片相当于提供3,665亿个房间，每个房间住4“人”，共可容纳约14,660亿“人”居住，是上一代64层单颗芯片容量的5.33倍。
闪存和SSD领域知名市场研究公司Forward Insights创始人兼首席分析师Gregory Wong认为：“QLC降低了NAND闪存单位字节（Byte）的成本，更适合作为大容量存储介质。随着主流消费类SSD容量迈入512GB及以上，QLC SSD未来市场增量将非常可观。”Gregory同时表示：“与传统HDD相比，QLC SSD更具性能优势。在企业级领域， QLC SSD将为服务器和数据中心带来更低的读延迟，使其更适用于AI计算，机器学习，实时分析和大数据中的读取密集型应用。在消费类领域，QLC将率先在大容量U盘，闪存卡和SSD中普及。”
在2018年7月，长江存储发布了其突破性3D NAND 架构Xtacking。为3D NAND闪存带来前所未有的高性能，更高的存储密度，以及更短的上市周期：
首先，这个创新的架构可在一片晶圆上独立加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路。这样就有利于选择合适的先进逻辑工艺，以让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。存储单元同样也将在另一片晶圆上被独立加工。当两片晶圆各自完工后，创新的Xtacking技术只需一个处理步骤就可通过数十亿根金属VIA(Vertical Interconnect Accesses，垂直互联通道)将二者键合接通电路，而且只增加了有限的成本。
其次，传统的3D NAND架构中，外围电路约占芯片面积的20~30%，降低了芯片的存储密度。随着3D NAND技术堆叠到128层甚至更高，外围电路可能会占到芯片整体面积的50%以上。而长江存储的Xtacking技术将外围电路置于存储单元之上，从而实现比传统3D NAND更高的存储密度。
第三．Xtacking技术充分利用存储单元和外围电路的独立加工优势，实现了并行的、模块化的产品设计及制造，产品开发时间可缩短三个月，生产周期可缩短20%，从而大幅缩短3D NAND产品的上市时间。此外，这种模块化的方式也为引入NAND外围电路的创新功能以实现NAND闪存的定制化提供了可能。
而伴随着128层闪存的发布，长江存储已经将Xtacking升级到2.0，进一步释放3D NAND闪存的潜力。
据了解，在I/O读写性能方面，X2-6070及X2-9060均可在1.2V Vccq电压下实现1.6Gbps（Gigabits/s 千兆位/秒）的数据传输速率，为当前业界最高。由于外围电路和存储单元分别采用独立的制造工艺，CMOS电路可选用更先进的制程，同时在芯片面积没有增加的前提下Xtacking®2.0还为3D NAND带来更佳的扩展性。未来，长江存储将与合作伙伴携手，构建定制化NAND商业生态，共同推动产业繁荣发展。
通过对技术创新的持续投入，长江存储在短短已经走过了32层、62层的闪存历程，现在更是成功研发出128层的两款产品，这确立了公司在存储行业的技术创新领导力。凭借1.6Gb/s高速读写性能和1.33Tb高容量，长江存储通过X2-6070再次向业界证明了Xtacking架构的前瞻性和成熟度，为今后3D NAND行业发展探索出一条切实可行的路径。
“我们相信，长江存储128层系列产品将会为合作伙伴带来更大的价值，具有广阔的市场应用前景。其中，128层QLC 版本将率先应用于消费级SSD，并逐步进入企业级服务器、数据中心等领域，以满足未来5G、AI时代多元化数据存储需求”，龚翊（Grace）强调。
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