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年底量产！长江存储128层QLC闪存发布：1.6Gbps，单颗容量1.33Tb

2020年4月13日 ， 长江存储科技有限责任公司（以下简称“长江存储”）宣布其128层QLC3DNAND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 。
年底量产！长江存储128层QLC闪存发布：1.6Gbps，单颗容量1.33Tb
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长江存储X2-6070128LQLC1.33Tb3DNAND
据介绍 ， 长江存储X2-6070是业内首款128层QLC规格的3DNAND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512GbTLC（3bit/cell）规格闪存芯片（型号：X2-9060） ， 单颗容量512Gb(64GB) ， 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 。 ”
Xtacking2.0加持 ， 性能再度提升
作为存储行业的新入局者 ， 早在2018年 ， 长江存储就推出了自研的Xtacking技术 ， 不仅提高了I/O接口速度 ， 而且还保证了3DNAND多层堆叠可达到更高容量以及减少上市周期 。
据介绍 ， Xtacking是可以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 。 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 ， Xtacking技术只需一个处理步骤就可通过数百万根金属VIA(VerticalInterconnectAccesses ， 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 。
年底量产！长江存储128层QLC闪存发布：1.6Gbps，单颗容量1.33Tb
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在I/O速度方面 ， 目前NAND闪存主要有两种I/O接口标准 ， 分别是Intel/索尼/SK海力士/群联/西数/美光主推的ONFi ， 目前ONFi4.1标准的I/O接口速度最大为1.2Gbps 。 第二种标准是三星/东芝主推的ToggleDDR ， I/O速度最高1.4Gbps 。 不过 ， 大多数NAND厂商只能提供1.0Gbps或更低的I/O速度 。 而长江存储的Xtacking技术可以将I/O接口的速度大幅提升到3Gbps ， 实现与DRAMDDR4的I/O速度相当 。
另外 ， Xtacking技术还可使得产品开发时间缩短三个月 ， 生产周期可缩短20% ， 从而大幅缩短3DNAND产品的从开发到上市周期 。
得益于Xtacking架构对3DNAND控制电路和存储单元的优化 ， 长江存储64层TLC产品在存储密度、I/O性能及可靠性上都有不俗表现 ， 去年上市之后广受好评 。
而在长江存储此次发布的128层系列产品中 ， 已全面升级到Xtacking2.0 ， 进一步提升NAND吞吐速率、提升系统级存储的综合性能 ， 进一步释放3DNAND闪存潜能 。
首先 ， 在I/O读写性能方面 ， 此次发布的X2-6070及X2-9060均可在1.2VVccq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 。
其次 ， 在单die容量方面 ， 3DQLC单颗容量高达1.33Tb ， 是上一代64层的5.33倍 。
另外 ， 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Xtacking2.0还为3DNAND带来更佳的扩展性 。
长江存储表示 ， 通过对技术创新的持续投入 ， 已成功研发128层两款产品 ， 并确立了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3DNAND行业发展探索出一条切实可行的路径 。 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 。
龚翊（Grace）强调：“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 。
最快今年年底量产
今年1月16日 ， 长江存储召开市场合作伙伴年会 ， 在会上 ， 长江存储就曾宣布将跳过96层堆叠闪存技术 ， 直接投入128层闪存的研发和量产工作 。 随后在上周 ， 长江存储CEO杨士宁在接受采访时最新表示 ， 受新冠疫情影响 ， 128层闪存的研发进度在短期确实会有所波及 ， 但长江存储已实现全员复工 ， 各项进度正在抓紧追赶 ， 从中长期来看 ， 这次疫情并不会影响总体进度 。 杨士宁还特别强调 ， 128层闪存技术会按计划在2020年推出 。 也就是说此次发布的的128层QLC3DNAND有望年底量产 。
龚翊今天在接受媒体采访时也表示：“长江存储128层产品的量产时间大约是在今年年底到明年上半年 ， 公司会根据量产进程的展开逐步提升良率 。 ”
虽然在最初32层3DNAND量产时 ， 长江存储的产品与国际大厂相比落后了4-5年 ， 但是随着去年64层3DNAND的量产 ， 差距已经进一步缩小到了2年左右 ， 并且得益于自研的Xtacking技术 ， 使得长江存储的64层产品的密度进一步提升 ， 接近于国际厂商96层产品的水平 。 而现在 ， 由于直接跳过了96层 ， 这也使得长江存储的128层产品已经与国际厂商开始处于同一水平线上 。 并且 ， 这次全球首发的128层QLC3DNAND产品 ， 还领先于业界主要对手 。
”长江存储联席首席技术官汤强也表示：“我们在短期内就能把128层的TLC和QLC验证成功 ， 证明我们和合作伙伴已经具备国际领先的研发实力 。 ”
资料显示 ， 三星于2019年6月推出128层TLC3DNAND ， 存储容量256Gb ， 8月实现量产 ， 11月将存储容量提高到单颗芯片512Gb水平 。 SK海力士2019年6月发布128层TLC3DNAND ， 预计2020年进入投产阶段 。 美光2019年10月宣布128层3DNAND流片出样 。 铠侠今年1月31日发布112层TLC3DNAND ， 量产时间预计将在2020年下半年 。 可以看出 ， 国际存储厂商发布与量产128层3DNAND量产的时间基本落在2019-2020年 。 但是在QLC、I/O速度等方面 ， 长江存储确实走在了国际厂商的前面 。
QLC将成赢利点
QLC是继TLC（3bit/cell）后3DNAND新的技术形态 ， 具有大容量、高密度等特点 ， 适合于读取密集型应用 。 每颗X2-6070QLC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 。
虽然 ， QLC在写入性能和擦写次数方面与TLC相比确实有一定差距 。 但是可以通过技术手段在一定程度上进行弥补和优化 ， 同时 ， QLC所带来的存储密度和成本优势更加的突出的 。
据长江存储介绍 ， 其对QLC的性能上进行了改善 ， 特别是在读取能力方面 ， 读取速度更快 ， 延迟时间更短 。 目前的在线应用如在线会议、在线视频、在线教育等 ， 更多表现为对存储器读取能力的需求上 ， 一次性写入之后更多是从数据库进行数据的读取 ， 而非频繁写入 。 因此 ， 在这方面QLC存储器是有其应用优势的 。 此外 ， 在成本方面 ， QLC产品会与同世代TLC也会进一步拉开距离 ， 价格优势将会表现出来 。
闪存和SSD领域知名市场研究公司ForwardInsights创始人兼首席分析师GregoryWong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 ， QLCSSD未来市场增量将非常可观 。 ”Gregory同时表示：“与传统HDD相比 ， QLCSSD更具性能优势 。 在企业级领域 ， QLCSSD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 。 ”
龚翊也指出：“我们认为128层相对原来的64层和32层的产品 ， 更具成本竞争力 ， 我们也很期待产品发布以后 ， 会有更好的市场表现 。 而且我们有信心在128层这代产品上可以实现盈利 。 ”
【年底量产！长江存储128层QLC闪存发布：1.6Gbps，单颗容量1.33Tb】编辑：芯智讯-林子


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