历史首次!三星使用长江存储专利!韩专家:半导体快全面落后中国

三星下一代 V10 NAND 颗粒将使用长江存储技术,国产存储再上一分!

PCIe5.0 固态已经出来很长一段时间了,不知道各位同学都用上了没?

就在近日,以往 SSD 的龙头三星终于推出了自己的旗舰级 PCIe5.0 固态,并且把自己的消费级固态容量提升到了 8TB。

图片1.三星旗舰级 PCIe5.0 固态.png

算是赶上了 PCIe5.0 首发的末班车。

与此同时,据韩媒报道,三星和国产的长江存储达成合作,下一代 V10(第十代)NAND 颗粒将会采用长江存储的混合键合技术专利进行封装制造。

图片2.相关报道.png

也就是说在存储行业的龙头老大,向一个不起眼的对手取经了,毕竟在去年的 Q2 季度,咱们的长江存储市占率还处于 Others。

图片3.2024年市占率.png

估计看到这,很多电粉和阿红一样,脑袋都是「嗡」的一下,差点没转过来,国产咋一下这么厉害了。

NAND 闪存颗粒的发展史

想要知道具体原因,咱们还得做个简单的回顾:

老粉可能都相当熟悉了,这里给新粉简单做个 NAND 闪存颗粒的发展史。

众所周知,咱们无论是手机、电脑都会用到的存储,无论是板载芯片还是固态硬盘,都离不开的就是存储的 NAND 颗粒。

图片4.NAND 闪存颗粒.png

为了增加存储容量,一开始是在平铺的浮栅晶体管晶圆层(存储电子基础单元)上想办法,也就是咱们说的 SLC、MLC、TLC、QLC 区别。

图片5.SLC、MLC、TLC、QLC 区别.png

这就好比是小区中规划房子多少的区别,SLC 只存储 1bit 的数据,而 TLC 就可以存储 3bit 的数据了。

也就是说,越往后,相同面积下能存储的数据也就越多。

但读写速度就跟送快递一样,面对 SLC 这种简单的存储单元,很快就能送达或者收件,但越往后寻找难度就越大,投射到产品上就是读写速度会越来越慢。并且因为存储电子的状态更多了,所以颗粒寿命也就随之断崖式下滑。

图片6.规格对比.png

但我们的存储容量需求还在上涨,于是大伙儿就想出了另一个路子——盖楼房

也就是一层 NAND 划分到极限了,那就多整几层,有更多的存储单元。

图片7.3D NAND结构.png

这项技术由三星 2013 年重视快速发展的,并且于 2019 年搞到了 128 层 3DNAND,而同时期的长江存储,也才刚刚投入 64 层。

图片8.层数对比.png

三星就这样一路盖到了 9100 PRO 身上的 236 层。

而就在挑战下一代 420-430 层的时候。自家CoP(Cell-on-Periphery)架构扛不住了。

它本来是在单片晶圆上将外围电路置于存储单元下方,然后在上面逐层堆叠,但是随着堆叠层数超过 400 层,下面的电路承受不了巨大的机械应力和热应力导致可靠性骤降,良率极差。

图片9.堆叠.png

并且就算生产出来,产品的质量也得打个问号。

物理性质不可能靠人的意志解决,走不通的三星就只好换个路子,找来找去就盯上了长江存储的凭借「晶栈 Xtacking」后发制人的混合键合技术。

图片10.混合键合技术.png

Xtacking技术

Xtacking 的特点是在两片晶圆分别将存储单元与外围电路分开制造,然后再通过晶圆对晶圆(W2W)键合。

好处是电气性能提升,键合界面金属互连间距缩短至 1μm 以下,电阻降低 40%,I/O 速度提升至 3.2Gb/s(三星原技术为 2.4Gb/s)。

图片11.外围电路晶圆及存储单元晶圆.png

散热效率也优化了,键合层热导率提升至 300 W/(m·K)(传统凸块技术为 50 W/(m·K)),解决了高堆叠层的热失效问题。

更重要的是工艺复杂度降低了,减少了 20% 的光刻和蚀刻步骤。

简单来说,就是比你便宜还比你好,这你受得了吗?

图片12.茄子表情包.png

三星接下来规划的 V10-V12 基本都绕不开长江存储的 Xtacking 技术,并且海力士也很有可能走三星相同的路,毕竟海力士在去年也宣布了下一代将要使用混合键合技术。

图片13.海力士去年也宣布下一代将要使用混合键合技术.png

与此同时,根据韩国科学技术评估与规划研究院(KISTEP)近期发布的「三大改变游戏规则领域的技术水平深度分析」简报,39 名韩国半导体专家进行的调查显示,中国在除先进封装以外的所有半导体技术领域的基本能力都超过了韩国。

图片14.技术级别评估.png

此时阿红心里只有一个字:

图15.爽!表情包.gif

结论

总的来说,这次的事件证明咱们在科技半导体行业的进步是有目共睹的,三星是否会因为这次的专利费而重新对固态行业价格进行上调操作咱们还不得而知,固态能否回到 2023 年的白菜价也很难预测。

但是有国产厂商这条鲶鱼,想必存储价格赶黄金这种情况应该不会再出现了。


本文编辑:@ 阿红

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