长江存储Nand闪存芯片和SSD解决方案


长江存储科技有限责任公司2016年7月成立于武汉, 是一家专注于3D NAND闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业,同时也提供完整的存储器解决方案。长江存储为全球合作伙伴供应3D NAND闪存晶圆及颗粒, 嵌入式存储芯片以及消费级、企业级固态硬盘等产品和解决方案,广泛应用于移动通信、消费数码、计算机、服务器及数据中心。
 

图1:长江存储企业愿景


长江存储在武汉、北京等地设有研发中心,全球共有员工8000余人,其中研发工程技术人员6000余人。长期以来,公司致力于成为存储技术的领先者,全球半导体产业的核心价值贡献者。民权,长江存储每年新增1300项左右的专利,累积已申请专利超过9000项,其中95%为发明专利,并且有国际专利3900项。

一、自主知识产权的晶栈Xtacking架构

2018年8月,长江存储在2018 FMS峰会上首次发布了晶栈Xtacking®1.0架构闪存技术,其创新点在于将CMOS晶片和存储单元晶片结合。让人眼前一亮的是,Xtacking的I/O速度高达3Gbps,这个性能甚至达到DDR4内存的水平,远超普通闪存I/O接口1Gbps左右的传输速率。同时Xtacking架构可以减少30-50%的芯片面积,能够实现比传统堆叠NAND闪存更高的存储密度。
 

图2:Xtacking架构示意图


2019年,搭载Xtacking® 架构的第二代长江存储TLC 3D NAND闪存正式投入量产,与此同时,长江存储在IC China 2019推出更新版本的Xtacking2.0架构,进一步提升NAND吞吐速率、改善系统级存储的综合性能、并开启定制化NAND的全新商业模式。

2022年,长江存储推出了基于Xtacking®3.0技术的第四代TLC三维闪存X3-9070,据悉其堆叠层数或已达到了业界领先的232层,符合ONFI 5.0标准,可以实现高达2400MT/s的传输速度,相比上一代产品性能提升 50%,4通道就可以实现PCIe 4.0 x4总线饱和(8000MT/s)。对此,知名行业调研机构TechInsights将Xtacking3.0视为2022年最具颠覆性的技术之一。

二、长江存储的产品系列

3.1 eMMC存储芯片
 

图3:YMTC EC110 eMMC5.1嵌入式存储芯片

图4:YMTC EC230 eMMC5.1嵌入式存储芯片



3.2 UFS存储芯片
 

图5:YMTC UC023 UFS3.1嵌入式存储芯片

图6:YMTC UC234 UFS2.2嵌入式存储芯片

图7:YMTC UC033 UFS3.1嵌入式存储芯片


3.3 企业级SSD
 

图8:企业级YMTC SE005 SATA-III 固态硬盘

图9:企业级YMTC PE310 NVMe固态硬盘



3.4 消费级SSD
 

图10:消费级YMTC PC300(PCIe M.2 2242)固态硬盘

图11:消费级YMTC PC300(PCIe M.2 2280)固态硬盘

图12:消费级YMTC PC411(PCIe M.2 2242)固态硬盘

图13:消费级 YMTC PC411(PCIe M.2 2280)固态硬盘


三、存储芯片市场新机遇

存储芯片是半导体各类细分行业中占比最大的细分类别,市场规模约占整个半导体行业的26%,在三大最主流的存储芯片中,DRAM芯片市场占比约为56%,NAND闪存占比约为42%,NOR存储占比约2%。
 

图14:存储器分类


得益于市场需求开始复苏,手机、PC、电子产品,服务器等的出货量均呈现增长态势,全球DRAM(内存)和NAND闪存的价格在2023年Q4季度实现了3-8%的上涨,Gartner预计2024年全球NAND闪存市场规模将增长49.6%。

从下游的应用看,手机和SSD是NAND闪存两个最大的应用市场,合计占比超过80%。受智能手机平均存储容量增长的推动,预计手机NAND闪存的需求将会持续增长,AI 智能手机的兴起可能会引发对DRAM和NAND的额外需求,超过当前的预测。

在SSD领域,全球SSD市场规模在 2022 年为290亿美元,出货量为3.52亿块,消费级SSD占比达 84%。 预计到2028年市场规模会达到670亿美元,出货量为4.72亿块,2022-2028年市场规模的年均复合增长率达15%。
 

图15:2024年存储器季度合约价账户预测(TrendForce)


从市场端看,TrendForce的预测数据显示,2024年Q1,预计NAND闪存的合约价格上涨18~23%,虽然目前市场对Q2的需求看法偏保守,但是预计闪存Q2合约价季涨幅也有3~8%。第三季度是电子行业传统旺季,在产能利用率尚未恢复满载的情况下,合约价季涨幅将有机会扩大至8~13%。Q4在供应商维持有效产能控制的前提下,涨势将得到维持,但是涨幅将收缓至0~5%。

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