32层3D NAND速度直逼内存，长江存储是在画饼吗？

近日，长江存储科技公司（以下简称“长江存储”）宣布，明年将正式推出闪存芯片产品。

长江存储目前正在开发的是一款32层3D NAND芯片，目标数据访问速度为每秒3 Gbit。如果属实，这一水准相当于DDR4内存的速度表现。据悉，正式投产后，该工厂每月可生产30万片晶圆，主要用于智能手机、个人计算、数据中心以及企业级应用。不过目前外界还无法确认该芯片的速度表现会接近DDR4内存的说法。

目前，全球速度最快的3D NAND I/O水平为每秒1.4 Gbit，而业界所发布的产品中大多是每秒1.0 Gbit甚至速率更低的产品。凭借我们的Xtacking技术，I/O速度将可达到每秒3 Gbit，接近于DRAM DDR4的I/O速度。这一表现或将改变3D NAND行业的游戏规则。                                                       

                                                           ——长江存储CEO杨士宁

因此，尽管长江存储的32层芯片在层数方面仅为96层前沿水准的三分之一，而目前英特尔/美光、西部数据/TMC以及三星的代工厂都已经开始生产96层产品。不过，如果长江存储的芯片真的能够将速度表现提升至现有产品的三倍，那层数少的问题可能不再是问题。

事实上，如果真能实现这样的速度表现，那么其将成为比英特尔3D XPoint性能更强的非易失性存储器方案。

Xtacking技术类似于美光的CMOS-under-Array（简称CuA）设置，其芯片的外围逻辑电路构建在NAND层下方，能够显著减少芯片的整体面积。不过区别在于，长江存储将其逻辑电路置于芯片之上，而非下方。

长江存储公司指出，传统3D NAND设计（这里并不特指美光公司）当中，外围电路往往占芯片面积的20%到30%，这会严重拉低NAND的存储密度。随着3D NAND技术进一步发展至128层以上，外围电路最终可能占到芯片总面积的50%以上。长江存储的Xtacking技术能够有效回避这个问题。

长江存储目前在其网站上添加了一段宣传视频，但并没有提供太多细节信息。只知道该芯片由独立的NAND与外围电路晶圆构成。外围电路负责数据IO与存储单元操作，旨在实现必要的功能设置与IO速度。

长江存储发布的声明指出：“一旦完成阵列晶圆的处理，两块晶圆将通过数百万个金属VIA（即垂直互连接入）实现电路连接，而这些VIA将在同一工艺环节之内在整片晶圆上同时构建完成。”

这份声明指出，该设计能够带来远超传统3D NAND的存储密度。此外，其还可以独立开发及处理阵列与外围电路，从而实现“模块化、并行化的产品开发与制造方法，从而将产品开发时间缩短至少三个月，并将制造周期缩短20%——这将显著加快3D NAND产品的上市时间。”

除此之外，长江存储还提到，其能够立足外围逻辑电路构建具有特定及特殊功能的定制化NAND产品。这对于OEM类客户无疑具有重大吸引力。

来自Objective Analysis公司的分析师Jim Handy指出，“东芝与PMC Sierra在两到三年之前就率先利用单独的逻辑芯片实现多层NAND的速度提升。”

“长江公司拿出的是一种成本更低的重现方案，因为其不再采用硅通孔，而是实现面对面键合，从而将每个逻辑芯片限制在单一NAND芯片之内。这确实能够带来速度提升，但NAND闪存本身是一种速度较低的介质。这样的作法到底是否值得，最终还要看市场的实际反响。”

长江存储由紫光集团，国家集成电路产业投资基金，湖北地方集成电路基金，湖北科投联合投资240亿美元，于2016年7月正式成立，是一家集芯片设计、工艺研发、晶圆生产与测试、销售服务于一体的半导体存储器企业。