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

存儲(chǔ)芯片中最為重要的要屬DRAM（內(nèi)存）和NAND flash（閃存），2018年，中國(guó)進(jìn)口了3120億美元的芯片（為中國(guó)進(jìn)口金額最高的物品超過(guò)石油），其中存儲(chǔ)芯片占集成電路進(jìn)口金額的39%，達(dá)到1230.6億美元。這1230.6億美元的存儲(chǔ)芯片中，高達(dá)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(guó)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(jià)權(quán)，隨意操縱價(jià)格，2010年的時(shí)候，三星等企業(yè)非法操縱閃存價(jià)格更是遭遇歐美高價(jià)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(guò)把存儲(chǔ)單元堆疊在一起來(lái)解決2D或平面NAND閃存帶來(lái)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(lái)講可以無(wú)限堆疊。

層數(shù)的增加也就意味著對(duì)工藝、材料的要求會(huì)提高。而且在堆疊層數(shù)增加的時(shí)候，存儲(chǔ)堆棧的高度也在增大，然而每層的厚度卻在縮小。每升級(jí)一次堆棧厚度都會(huì)變成原來(lái)的1.8倍，而層厚度會(huì)變成原來(lái)的0.86倍。在2016年前，中國(guó)在存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)為0，所以極易被國(guó)外卡脖子。這個(gè)時(shí)候，紫光集團(tuán)成立了長(zhǎng)江存儲(chǔ)，來(lái)攻克閃存技術(shù)。

從2016年開(kāi)始努力，到2017年11月，紫光集團(tuán)花費(fèi)了10億美元，整整1000人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)花費(fèi)2年時(shí)間研發(fā)成功首款國(guó)產(chǎn)32層3D NAND存儲(chǔ)芯片。這標(biāo)志著中國(guó)存儲(chǔ)芯片實(shí)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(guò)了96層的研發(fā)，直接攻關(guān)128層閃存。2020年4月13日，長(zhǎng)江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司宣布其128層QLC 3D NAND 閃存（型號(hào)：X2-6070）研發(fā)成功，并已在多家控制器廠商SSD等終端存儲(chǔ)產(chǎn)品上通過(guò)驗(yàn)證，領(lǐng)先了三星等企業(yè)。

長(zhǎng)江存儲(chǔ)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(hào)產(chǎn)品中最高單位面積存儲(chǔ)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(shí)發(fā)布的還有128層512Gb TLC（3 bit/cell）規(guī)格閃存芯片（型號(hào)：X2-9060），單顆容量512Gb(64GB)，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)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(lái)說(shuō)，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的X2-6070 QLC閃存與東芝/西數(shù)同級(jí)，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(méi)有確切數(shù)據(jù)，估計(jì)也在1200Mbps左右。所以在IO性能上，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的X2-6070閃存也是第一，這點(diǎn)比其他廠商是要領(lǐng)先的，從技術(shù)指標(biāo)上來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的X2-6070閃存是國(guó)產(chǎn)閃存首次進(jìn)入第一梯隊(duì)，而且同時(shí)在容量、密度及性能上領(lǐng)先，意義重大。

這也是中國(guó)首次在閃存規(guī)格上超過(guò)三星等內(nèi)存大廠，標(biāo)志著中國(guó)打破了美日韓在閃存市場(chǎng)上的定價(jià)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(duì)，是因?yàn)樽瞎膺€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(lái)前所未有的I/O高性能，更高的存儲(chǔ)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(dú)立加工負(fù)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(jìn)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(chǔ)單元同樣也將在另一片晶圓上被獨(dú)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(gè)處理步驟就可通過(guò)數(shù)百萬(wàn)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(zhǎng)江存儲(chǔ)再次升級(jí)了Xtacking技術(shù)，發(fā)布了Xtacking2.0，將進(jìn)一步提升進(jìn)一步提升NAND吞吐速率、提升系統(tǒng)級(jí)存儲(chǔ)的綜合性能。當(dāng)然了，雖然我們打破了美日韓在芯片市場(chǎng)的定價(jià)權(quán)，但是紫光還需要提高產(chǎn)能才能實(shí)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(wàn)片，與全球閃存芯片每月產(chǎn)能約為130萬(wàn)片晶圓相比，今年內(nèi)國(guó)產(chǎn)閃存的產(chǎn)能占比不過(guò)3%而已。

三星、東芝、美光等公司今年在128層級(jí)別的3D閃存上，生產(chǎn)進(jìn)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(shí)候國(guó)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(zhǎng)鑫也在攻關(guān)內(nèi)存芯片，合肥長(zhǎng)鑫為了減少美國(guó)制裁威脅，它們重新設(shè)計(jì)了DRAM芯片，以盡量減少對(duì)美國(guó)原產(chǎn)技術(shù)的使用。

隨著紫光集團(tuán)和合肥長(zhǎng)鑫的雙拳齊出，中國(guó)在也不需要在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域看西方的眼色了。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，中國(guó)會(huì)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）