数据存储产业服务平台

破局!三星要向长江存储“借”技术

2月24日,有韩媒称三星电子与长江存储(YMTC)正式签署许可协议,第10代NAND开始采用长江存储的混合键合技术。混合键合技术是400层以上NAND的必备工艺,长江存储作为该技术专利的先行注册者,使得三星提前布局来避免侵权风险。

目前,美国Xperi、长江存储和台积电掌握了大多数混合键合相关专利,成为这一技术领域的核心玩家。

先分享一下晶圆键合技术,长江存储的晶圆键合技术(非堆栈方式),是把一片晶圆上加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路,另一片晶圆上加工存储单元,最终通过数百万根金属VIA(垂直互联通道)将二者键合接通电路。

其优势在于:提高性能:由于减少了信号路径中的金属接触点,电子传输路径更短,降低了延迟并提升了数据吞吐率。

改善散热:减少电流通过焊点的损耗,使得芯片的热管理更高效,有助于延长使用寿命。

提高生产效率:相比传统的TSV(硅通孔)技术,W2W混合键合减少了多个工艺步骤,提高了制造良率并降低了整体成本。

目前,长江存储在NAND封装技术方面建立了自主创新体系,“Xtacking”技术已演进到第四代,即Xtacking 4.x版本,虽然层数目前还没追上前三,但也凭借这项技术在全球NAND市场上具备了更强的竞争力。

此外,三星与长江存储的合作,标志着全球存储市场对混合键合技术的认可。与此同时,另一家存储巨头SK海力士也在积极布局。SK海力士副社长金春焕曾在2024年2月的“Semicon Korea 2024”大会上表示:“我们正在开发一种新平台,在400层级NAND产品中通过混合键合技术提高经济性和量产性。” 这表明,随着NAND层数的不断攀升,混合键合正成为存储芯片制程提升的重要推动力。SK海力士后续也会用混合键合技术。

其实,NAND市场的大佬会采用晶圆键合技术这事儿是有迹可循的,可以给大家捋一捋时间线:

2018年8月,长江存储在闪存峰会上发布了晶栈®Xtacking™ 架构, 并一举斩获大会最高荣誉“Best of Show“——“最具创新初创闪存企业”奖项。

2020年,长江存储的128层系列产品中采用的Xtacking架构升级到了2.0版本。

2022年5月,西部数据曝出的最新闪存技术路线图上也出现了晶圆键合技术,大意是——200层+闪存是面向高容量和高性能的数据中心工作负载设计,采用了类似字符串堆叠的技术,即多重键合(multi-bonding)和PLC(5bits/cell)技术。

2023年3月底,铠侠与西部数据联合推出最新的218层3D NAND技术——采用1 Tb TLC和QLC,有四个平面,据说是采用了先进的横向缩放和晶圆键合技术,能将比特位密度提高50%以上,适用于以数据为中心的应用,如智能机、物联网设备和数据中心。两家公司推出的突破性创新之一是CMOS直接键合阵列 (CBA) 技术。只是218层里没提加PLC技术。

2024年12月,2025年电气与电子工程师协会(IEEE)国际固态电路会议的议程(PDF文件)披露,目前三星已经推出了拥有286层的第九代3D NAND,同时正在研发400层技术。那个演讲的标题是《一款密度为28Gb的4XX层1Tb TLC晶圆键合3D NAND闪存,引脚数据速率达5.6Gb/s》。

三星的第九代芯片采用双层堆叠(字符串堆叠),有2×143即286层,有TLC和QLC两种格式。数据速度最高为3.2Gbps,而新的400多层技术每个引脚支持的数据速度为5.6Gbps,快了75%。这一速度既适用于PCIe 5,也适用于速度翻倍的PCIe 6互连技术。

2025年的今天,三星电子传出与长存的合作。

目前NAND层数最高的是SK 海力士,是321层,其次是三星,286 层,美光是276层。西部数据和铠侠的BiCS工艺是218层,正在开发300多层的BiCS 9代。SK海力士的子公司Solidigm则是192 层QLC技术。长江存储是要推出一款300层的芯片。

未来,更多存储厂商会采用混合键合技术毋庸置疑,围绕专利授权、技术合作的博弈之后的站位是否有变化,我们拭目以待。

未经允许不得转载:存储在线-存储专业媒体 » 破局!三星要向长江存储“借”技术