放在几年前,说起存储芯片,大家第一反应就是韩国企业独霸天下,我们整体差不多落后对方整整五年。而最新评估给出的结论已经大不一样:NAND闪存差距大约只剩一年,DRAM内存还差两年,最难的HBM高带宽内存还有三年的追赶路程。短短几年时间,五年的差距硬生生被压缩,整个行业的局面悄悄发生了变化。
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值得注意的是,这份最新的评估可不是中国调研机构自嗨的数据,而是来自韩国半导体产业协会的一份权威报告,这说明什么问题?韩国也已经意识到了中国存储的快速崛起,韩媒也发出了警示,局势反转了。
很多朋友可能分不清NAND和DRAM,简单说,NAND闪存就是固态硬盘、手机里面存照片视频的存储空间;DRAM内存就是手机、电脑运行时临时读写的内存,而HBM就是现在AI大模型疯狂抢货的高带宽内存,属于当下最热门的赛道。
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早些年做2D闪存的时候,行业比拼思路很直接,一门心思把芯片的制程越做越小。但是这条路很快就撞上物理天花板,再往下硬挤已经很难有提升。等到行业整体转向3D堆叠闪存之后,游戏规则直接改写了。不再死磕纳米数字,改成比谁堆的层数更高、键合拼接工艺做得更好,还有最关键的生产良率。
正是规则的变化,给了国产存储一个弯道超车的机会。长江存储没有继续沿着别人走过的路,靠顶配设备硬冲,转而从架构层面寻找突破口,也就是大家听过的Xtacking晶栈架构。
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通俗来讲这套思路就相当于盖房子,不再把所有电路一股脑堆在同一层楼板上。先分别做好存储阵列和外围控制电路两块板块,之后再通过精密键合技术把两块拼接到一起。这样两边互不干涉,读写速度跟存储容量都可以各自优化。
这套架构也一路迭代升级,从最早64层版本一路更新到4.0,现在已经稳定做到267‑270层实现量产。同一时期三星、SK海力士做到300层。不少人一看到层数就觉得我们还差一大截,但评判芯片好坏不能只盯着层数这一个数字。就像同样一套工艺交给不同代工厂,最终出来的成品表现也会参差不齐,不能单看纸面参数下定论。
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有意思的是,原本属于长江存储原创的混合键合思路,现在已经变成全球闪存行业的流行方向。海外几家头部大厂,三星、铠侠、美光后续研发新闪存产品的时候,都借鉴了这套架构的设计逻辑。甚至三星还选择合作,在下一代超高层闪存当中用上这套混合键合相关技术。从过去一味跟着别人后面模仿,到我们的技术思路向外输出,这一步其实意义很大。
再看看DRAM内存赛道,这条路的追赶节奏就要慢一些。内存芯片更看重精细制程、电容设计还有生产良率。长鑫存储DDR5的量产落地,相比海外头部厂商晚了两年时间。不过起步晚不等于跑的慢,移动端LPDDR5X已经顺利落地,更新一代的LPDDR6也完成试制,已经在新款折叠手机上面亮相。接下来长鑫的重点就是往台式机、服务器市场去渗透,同时啃下HBM这块硬骨头。
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眼下AI热潮席卷全球,海外三大存储厂商纷纷把大量产能倾斜到利润更高的HBM和企业级SSD上面。于是普通电脑、手机用的消费级内存颗粒反倒出现一定的供给缺口,这对于国内两家存储企业来说,刚好是一个难得的市场窗口期。
当然HBM绝对不是轻轻松松就能搞定的。这块产品是一套系统性工程,底层DRAM颗粒本身品质要过硬;硅通孔、微凸点整套封装工艺每一环都不能掉链子;最后还得过各大AI厂商的产品认证,才算真正拿到入场券。整套产品对整套上下游产业链的要求非常高。
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客观来讲,我们依旧面临不少现实难题。也正是外部的种种压力,反倒倒逼国内整个半导体上下游开始加速国产化探索。长江存储、长鑫存储已经在跟国内一众设备厂商紧密配合,刻蚀、清洗、沉积不少工序已经慢慢实现本土设备落地替换。当然短板依旧客观存在,部分高端设备与材料还需要继续攻坚。
时至今日中韩存储的竞争格局已经焕然一新,闪存赛道基本来到并跑区间,中端内存稳步跟进,HBM高带宽内存还处在奋力追赶的阶段。韩国依旧手握高端HBM产品以及成熟的全球客户资源。而我们手里最大的底牌,是体量庞大的本土市场、独树一帜的架构创新,还有正在一点点搭建起来的国产设备供应链。
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曾经靠着制程优势吃尽红利的韩国存储行业,优势正在一点点被消解。追赶的路上没有捷径,一步一步打磨产品,就是国产存储最好的出路。
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