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中国芯片崛起的幕后英雄:揭秘长江存储的技术逆袭与市场征途

2024-09-28 17:37:46 

在全球存储行业的舞台上,长江存储犹如一颗璀璨的新星,以其坚韧不拔的创业精神和卓越的技术突破,逐渐崭露头角。从默默无闻到备受瞩目,长江存储的发展历程充满了挑战与机遇,其在技术领域的创新成果为中国存储产业的发展注入了强大动力。随着信息技术的飞速发展,存储芯片成为现代科技产业的核心基石。然而,长期以来,中国在存储芯片领域严重依赖进口,自主研发和生产能力薄弱,面临着技术封锁和供应风险。为了改变这一局面,实现存储芯片的国产化,长江存储应运而生。其成立的使命便是打破国外垄断,填补国内空白,推动中国存储产业的自主发展。

创业伊始,长江存储面临着重重困难。资金的匮乏是首要难题,研发和生产存储芯片需要巨额的投入,而融资渠道有限,资金的紧张限制了企业的发展步伐。技术人才的短缺也是一大挑战。存储芯片行业技术门槛高,国内相关领域的专业人才稀缺,组建一支高素质、富有经验的研发团队并非易事。此外,缺乏成熟的产业链配套。存储芯片的生产涉及众多环节,从原材料供应到设备制造,再到封装测试,国内产业链的不完善给长江存储的生产带来了诸多阻碍。

长江存储的前身是成立于2006年的武汉新芯。建成伊始,湖北省和武汉市把武汉新芯交给中芯国际运营,但当时中芯国际自身发展并不顺利,无暇顾及武汉新芯的发展。武汉新芯成立时想做DRAM,但公司成立不久便遭遇DRAM价格低谷周期,不得不放弃DRAM生产。2008年9月,武汉新芯开始为美国Spansion(飞索半导体)生产NAND Flash闪存,技术水平在65nm阶段。然而,飞索半导体遭遇经济危机后业绩下滑,导致武汉新芯在2010年订单量急剧下降,不得不寻求出售。期间,台积电、美国镁光、豪威等曾成为潜在合资对象,但由于国内业界的呼吁及武汉市对自主创新的坚持,最终放弃了合资计划。

2011年,中芯国际投资10亿美元试图控股武汉新芯,但中芯国际当年营收和利润状况不佳,业内推断其10亿美元注资计划可能未完全落实。最终,2013年中芯国际退出了武汉新芯。武汉新芯的命运转机来自于2014年11月成立的国家集成电路大基金,该基金推动中国先进集成电路产业发展。2016年3月,武汉新芯宣布将投资240亿美元在武汉打造一个世界级的半导体存储企业,集中精力研究生产NAND Flash和DRAM。项目分三个阶段部署,第一家工厂专注NAND闪存生产,第二家工厂专注DRAM芯片生产,第三个阶段的设施专为供应商服务。

2016年7月,紫光集团参与进来,各方在武汉新芯公司的基础上成立了长江存储公司并控股武汉新芯。长江存储由紫光集团子公司紫光国芯,集成电路基金、湖北国芯产业投资基金合伙企业和省科投共同出资。其中,紫光国芯出资197亿元人民币,占51.0%。

为了获取技术,长江存储除了曾和飞索半导体合作,还主要和国家队的中科院微电子研究所搞共同研发。2017年2月,双方共同研发的国产32层3D NAND Flash芯片取得突破性进展。2018年8月7日,在美国加州圣克拉拉召开的闪存峰会上,长江存储发布了Xtacking技术,在闪存技术架构上成功实现突破性创新。这一架构将存储单元和逻辑电路在两片晶圆上分别加工,用数百万根金属通道接通,不但缩短了研发周期和生产周期,还大幅提升了闪存的最高存取速度,其64层3D NAND Flash闪存的存储密度与其他厂商96层的相差无几。

2019年9月2日,长江存储科技正式宣布,公司已开始量产基于Xtacking架构的64层256Gb TLC 3D NAND闪存,向存储巨头们发起挑战。

2020年,长江存储跳过96层,直接研发128层,并于4月13日成功研发128层QLC 3D NAND。同年9月10日,正式发布旗下两款固态硬盘产品进入消费级市场。年底,长江存储128层NAND开始量产,达到世界前沿水平。在发展过程中,长江存储还引入了外援,如三星3D NAND创始人,其主要作用是帮忙避坑,节省研发成本和时间。长江存储深知技术创新的重要性,不断加大研发投入,其研发团队攻克了诸多技术难题,在闪存芯片的层数堆叠、存储密度、读写速度等方面取得了显著进步。

长江存储将研发重点聚焦于3D NAND闪存技术。这是一项具有挑战性的任务,需要解决多层堆叠、制程工艺、良率提升等一系列技术难题。经过不懈的努力,长江存储成功研发出具有自主知识产权的3D NAND闪存技术,实现了从无到有的突破。例如,长江存储在堆叠层数上不断取得进展,从最初的32层逐渐提升到64层、128层,甚至更高的层数。这不仅提高了存储芯片的容量,还降低了单位存储成本。

随着技术的不断突破,长江存储的产品逐渐进入市场。在市场竞争中,长江存储凭借其技术优势和成本优势,逐渐获得了客户的认可和订单。同时,长江存储积极与上下游企业开展合作,完善产业链生态,提高产品的市场竞争力。在与国际竞争对手的竞争中,长江存储不断提升自身的技术实力和产品质量,努力在全球存储市场中占据一席之地。同时,通过参与国际标准的制定和技术交流活动,长江存储逐渐提升了在国际存储行业的影响力。展望未来,长江存储将继续加大研发投入,推动技术创新。在3D NAND闪存技术方面,不断提高堆叠层数和存储密度,拓展产品的应用领域。同时,积极布局新兴存储技术,如相变存储、磁性存储等,为未来的存储技术发展做好准备。此外,长江存储还将进一步加强与国内外企业、高校和科研机构的合作,共同攻克存储技术的难题,推动存储产业的发展。在国家政策的支持和市场需求的驱动下,长江存储有望成为全球存储行业的领军企业,为中国存储产业的崛起做出更大的贡献。


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