紫光快閃記憶體封測實現重大突破，長江存儲蓄勢待發！｜半導體行業觀察

昨日，紫光集團旗下紫光宏茂微電子（上海）有限公司發布信息，宣布公司成功實現大容量企業級3D NAND晶元封測的規模量產。他們表示，這次公告標誌著內資封測產業在3D NAND先進封裝測試技術實現從無到有的重大突破,也為紫光集團完整存儲器產業鏈布局落下關鍵一步棋。

眾所周知，存儲產業一直是本土集成電路產業的「芯病」所在，因為漲價和缺貨，這個控制在美日韓手裡的產品在過去兩年讓國內下游的終端廠商「痛不欲生」。為了實現中國存儲自主可控的目的，紫光集團在過去幾年內一直投資建設國內存儲基地，打造從「芯」到「雲」的產業鏈，這次在封測的突破也讓國產存儲更進一步。

打造完整產業鏈，晶元先行

要做存儲，首先想要做存儲晶元。為了實現這個目標，紫光集團旗下的長江存儲科技有限責任公司於2016年八月在湖北武漢正式宣告成立。

據當時的資料介紹，這家整合的武漢新芯技術和資源的企業將會在後者現有的12英寸產線和工藝上，引入更多資金和專家，打造中國本土的3D NAND Flash晶元。

在2017年年初，時任長江存儲執行董事、代行董事長，台灣DRAM教父高啟全在接受Digitimes採訪的時候提到，公司將於2017年底提供自主研發的32層3D NAND的樣本，之後會從事64層技術的研發。他還強調，等待該技術成熟後，長江存儲才會投入3D NAND量產，屆時與三星電子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)、東芝(Toshiba)等國際大廠的技術差距會縮短至一代左右。高啟全進一步指出，長江存儲也考慮自己開發DRAM技術，可能的切入點是18/20納米製程，無論是3D NAND或是DRAM，一定要自己掌握核心技術。

從後續的進展看來，長江存儲似乎也相當順利。

長江存儲32層快閃記憶體晶元

在2017年年底舉行的第四屆世界互聯網大會上透露，紫光集團董事長趙偉國透露，紫光旗下的長江存儲已經研發出了32層64G的完全自主知識產權的3D NAND晶元；2018年4月的長江存儲生產機台進場安裝儀式上，趙偉國指出，他們的32層晶元會在2018年年底實現晶元量產；到八月舉辦的Flash Memory Summit上，長江存儲正式公布了其64層3D NAND 晶元的進展，根據報道，這些64層的晶元將會在今年三季度量產。而按照業界預計，到明天，長江存儲將會投入到128層晶元的研發。

同時，長江存儲還對外公布了其全新的3D NAND架構 Xtacking

長江存儲Xtacking架構

據長江存儲官方介紹，採用Xtacking架構，可在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的加工方式有利於選擇合適的先進邏輯工藝，以讓NAND獲取更高的I/O介面速度及更多的操作功能。存儲單元同樣也將在另一片晶圓上被獨立加工。當兩片晶圓各自完工後，創新的XtackingTM技術只需一個處理步驟就可通過數百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses，垂直互聯通道)將二者鍵合接通電路，而且只增加了有限的成本。

長江存儲CEO楊士寧博士更是指出：「目前，世界上最快的3D NAND I/O速度的目標值是1.4Gbps，而大多數NAND供應商僅能供應1.0 Gbps或更低的速度。利用XtackingTM技術我們有望大幅提升NAND I/O速度到3.0Gbps，與DRAM DDR4的I/O速度相當。這對NAND行業來講將是顛覆性的。」

而其實在長江存儲深耕存儲晶元的同時，紫光旗下的另一家公司也正在攻克封測上的問題，為長江存儲解決存儲上市的最後一個鏈條。

做好封測，守好晶元上市前最後一關

行業內的人都知道，我們的生產在交互給客戶之前，必須要經過重要的一關，那就是封測。因為只有經過了這一步，我們生產的那些晶元才能安全、可靠地使用。而封測工廠就是為了實現這個目標而產生的。

在存儲產業，封測主要分為兩個類型，一種是IDM廠商自己的封測，國外的那些存儲大廠都基本是IDM（當然為了平衡，他們也會找第三方）；另一種就是找類似台灣力成這樣的第三方封測廠。而長江存儲高舉高打，必然需要打造自己的封測環節，而他們把目光盯向了台灣南茂。

作為中國台灣領先的封測公司，他們在存儲封測方面有很獨到的優勢。2015年12月，紫光集團宣布，將斥資新台幣119.7億元（約合人民幣23.94億元）的價格認購台灣南茂25%的股份，並成為了南茂的第二大股東；2017年八月，紫光宣布，其旗下的全資子公司西藏紫光國微投資南茂在上海的子公司宏茂微電子的股權，這個就是紫光宏茂的前身。據啟信寶的信息顯示，西藏紫光國微投資佔有了該公司48%的股份。紫光的這筆投資，就是為長江存儲的晶元上市做後的準備。

紫光集團持有宏茂微電子的股權

宏茂微電子（上海）有限公司成立於2002年六月，主要業務是延伸百慕達南茂之內存半導體封裝測試核心業務，該公司從2003年成功量產並開始為客戶提供內存半導體封裝測試服務，積累了豐富的經驗。

從官方微信發布的信息顯示，紫光宏茂自2018年4月起開始建設全新3D NAND封裝測試產線，組建團隊，研發先進封測技術。而長江存儲的楊士寧也在當月帶隊到宏茂微電子了解3D快閃記憶體封裝的項目的相關情況，希望宏茂能夠與長江存儲能在3D快閃記憶體存儲器的項目上共同成長。經歷了半年多之後，紫光宏茂完成了全部產品研發和認證，順利實現量產，正式交付紫光存儲用於企業級SSD的3D NAND晶元顆粒。公司現在也成長為全系列存儲器封測的一站式服務提供商，提供包括3D NAND（Raw NAND，eMMC，UFS，eMCP，TF card）、2D NAND、NOR、DRAM、SRAM等存儲器產品的封裝和測試。

紫光宏茂的宣告，掃清了長江存儲晶元上市前的最後一個障礙。

蓄勢待發，國產存儲晶元還有幾個難關要過

無論是對於紫光集團、長江存儲或者紫光宏茂，他們終於可以鬆了一口氣，因為在經歷了沿路的那麼多質疑，他們終於在某種程度上做成了別人認為他們做不成的事情。如果按照他們的規劃，封裝有長江存儲die的晶元也將在不久之後在市場上看到，但對這個「新貴族」來說，前明年依然還有不少的挑戰，首先面臨的就是價格戰。

根據Digitimes的報道，NAND Flash的價格在經歷了2017年的瘋長之後，2018年年底終於回落到0.08美元每GB 的價格，按照他們的說法，這已經逼近了部分廠商的成本價。他們進一步指出，在跌價、擴產等多重因素影響下，供應鏈洗牌淘汰賽一觸即發，這是國內存儲晶元業者不能忽視的一個重點。

在技術方面，國內存儲應該也還將扮演一個追趕者的角色。

今年五月，全球最大NAND Flash共供應商三星宣布，他們已經開始批量生產第五代V-NAND 3D堆疊快閃記憶體。據稱，這些產品採用目前行業最高的96層堆疊設計，在晶元內部則集成了超過850億個3D TLC CTF存儲單元，每單元可保存3比特數據。單Die容量更是達到達32GB。這些單元以金字塔結構堆積，而每一層之間貫穿極微小的垂直通道孔洞也僅僅只有幾百微米寬。

而西部數據與東芝則早在2017年表示，已經成功研發出96層晶元和QLC技術；SK 海力士 (SK Hynix)研發出96層3D NAND Flash，首創電荷儲存式快閃記憶體(Charge Trap Flash；CTF)與Peri Under Cell(PUC)技術結合，讓產品的性能與容量優於72層3D NAND Flash，目標2018年底前量產。

這些廠商除了在傳統的3D NAND Flash技術領先，並在持續加入投資外，他們還開啟了新技術的布局。以三星為例，他們最近幾年正在推廣的，被看做NAND Flash潛在替代品之一的MRAM也在最近宣告獲得了更多的進展。在近來舉辦的IEDM上，三星研發中心首席工程師Yoon Jong Song還表示：「我認為現在是時候展示一下我們在MRAM製造和商業化方面的成果了。」

前路註定不是坦途，但相信國產存儲會走出一條康庄大道。

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