零的突破！中国闪存芯片正式步入国际主流水平

电子发烧友网报道长江存储4月13日重磅发布两款128层3D NAND产品引起业界高度关注，其中128层QLC产品为目前业内发布的首款单颗Die容量达1.33Tb的NAND闪存，容量、性能均优于主要竞争对手，并且两款产品均已获得主流控制器厂商验证。

长江存储X2-6070 128L QLC 1.33Tb NAND Flash，来源：长江存储

据报道，长江存储128层NAND闪存将于最晚明年上半年开始量产，未来将在满产时配合10万片月产能，将在平衡全球供应上发挥关键作用。

目前128层3DNAND是国际主流水平，三星、东芝、美光等都在2019年发布了128层3DNAND产品，而长江存储用短短3年时间便实现了从32层到64层再到128层的跨越。长江存储此次重点推出的128层QLC更直接参与国际竞争。

都有哪些厂商已经推出QLC 3DNAND产品？

在各大原厂中，英特尔对QLC技术的推广最为积极，目前已经广泛的应用在660P系列、665P系列和傲腾MemoryH10存储解决方案中。据报道，其计划推出的下一代144层3DNAND也将先推QLC架构。美光也于近日宣布首款基于QLC的5210 SATA SSD，已获得大多数主要服务器OEM的认证。

此外，铠侠/西部数据也计划推出112层1.33Tb QLC产品，三星也构建了从Z-SSD到QLC SSD的全方位产品线。

英特尔

早在2018年英特尔就推动64层QLC NAND在SSD中的应用，再结合3D Xpoint技术的傲腾SSD产品，为百度、阿里、华为等企业提供解决方案。2020年2月12日消息，宣布于2018年底开始在大连工厂生产的基于QLC 3D NAND SSD已经累计生产1000万个，标志着QLC朝着成为大容量存储的主流技术又近了一步。

英特尔客户SSD战略规划和产品营销总监Dave Lundell表示，“许多公司都在谈论QLC技术，但英特尔已经实现了大规模交付，我们已经看到了市场对具有成本优势的大容量QLC存储技术以及英特尔QLC存储解决方案的强烈需求。”

目前，英特尔QLC 3D NAND主要应用于660P系列、665P系列和傲腾Memory H10存储解决方案中。英特尔方面有媒体报道计划将在今年推出144层3DQLCNAND技术。

据英特尔介绍，在过去的十年中，英特尔一直在开发QLC相关技术。2016年，英特尔研发团队将浮动栅极技术的方向改为垂直，并包覆在栅极中。此项改进使3DTLC技术的存储密度提升至384Gb/die。到2018年64层3DQLC闪存芯片成为现实，存储密度达1,024Gb/die。

身处以需求为导向的存储市场中，加上行业内企业之间竞争激烈，定会催生更多先进技术。无论是100+层堆叠的3D NAND还是QLC甚至PLC技术都是为更好的满足日益增长的存储需求。而随着5G部署推进，物联网、车联网、人工智能将会释放出更多的市场需求，存储市场也将会迭代出性能更优，容量更大的存储产品。

美光

2020年4月12日，美光科技发布全新容量和功能的美光5210 ION 企业级SATA固态硬盘（SSD），使用了美光64层堆叠3D QLC闪存，巩固了其在QLC技术量产领域的领导地位。美光5210基于公司先进的QLC NAND技术，正迅速取代传统机械硬盘(HDD)。

美光存储产品事业部市场副总裁Roger Peene表示：“美光5210 SSD自两年前推出以来，获得了强劲的市场反馈，这印证了QLC技术在数据中心的崛起。我们自豪于推动了新兴的QLC数据中心应用，让客户在诸多层面获益，包括更快的速度、更低的延迟、可观的节能性及具备竞争力的价格。”

联想数据中心集团数据中心基础设施业务总监JohnDonovan表示：“美光的SSD基于创新且拥有更佳耐用度的QLC技术，使客户能够安全地处理众多工作负载，满足了日益增长的性能和容量需求。联想ThinkSystem解决方案现已搭载美光5210 QLC SSD。”

据悉官方介绍，美光5210 ION SSD现已量产，能通过几乎所有主流服务器OEM厂商、全球领先的经销商、分销商和系统供应商购买，其单价与10K企业级HDD相近。

三星

2018年11月28日，三星电子正式发布新一代860QVO系列固态硬盘，这是三星首款面向消费级市场的QLC闪存硬盘。

三星860 QVO SSD采用传统的2.5寸盘规格，内部为三星自主MJX主控、三星自产V-NAND QLC闪存颗粒，容量直接1TB起步，另有2TB、4TB，分别配备1GB、2GB、4GB LPDDR4缓存。

性能方面受SATA 6Gbps的限制只能算是标准水平，持续读写最高550MB/s、520MB/s，随机读写最高97000IOPS、89000IOPS。

根据三星公开的消息，旗下QLC闪存SSD还有980QVO系列，采用M.2规格并支持NVMe。

西部数据/铠侠

2020年2月1日消息，西部数据正式宣布了新一代闪存技术BiCS5，这是西数与铠侠联合开发而成的，在原有96层堆栈BiCS4基础上做到了112层堆栈，有TLC及QLC闪存两种类型，最高核心密度1.33Tb，是目前存储密度最高的产品。

西部数据存储芯片技术和制造高级副总裁Steve Paak博士表示，“在进入下一个十年的时候，一种新型的3D闪存对持续满足不断增长的数据容量及速率的需求至关重要，而BiCS 5的成功研发体现了西数在闪存技术上的领导地位及路线图的强大执行力。”

西部数据最早于2017年7月25日宣布成功开发了四比特单元的闪存颗粒（Four-Bits-Per-Cell，BiCS3X4），也就是QLC，用于旗下的64层3D闪存产品。2018年7月20日，公司发布公告称，公司第二代QLC闪存已经出样，年内出货，使用的是96层堆栈的BiCS4技术，核心容量1.33Tb。

2019年11月3日消息西部数据宣布，其首批基于3D QLC NAND内存的产品已经开始发货。西部数据总裁兼首席运营官迈克卡达诺表示，在2019年第三季度(2020年第一财季)，该公司“开始推出96层基于3DQLC的零售产品和移动便携固态硬盘”。

为何存储大厂都在积极推广QLC技术？

首先对比来看，NAND可以分为SLC（单层次存储单元）、MLC（双层存储单元）、TLC(三层存储单元)以及QLC（四层存储单元）。固态硬盘依靠闪存芯片来存储数据，里面存放数据最小单位叫作“Cell”，SLC每个cell可以存放1bit数据，MLC每个cell可以存放2bit数据，TLC每个cell可以存放3bit数据，而QLC可以存放4bit数据。

QLC、SLC、MLC、TLC颗粒对比

为了小白更好的理解其中的意义，举个例子，我们将芯片可以看做一张画满格子的纸张，cell相当于纸张上的一个个的格子，数据看做是一个黄豆。也就是说，SLC方案每个格子中只能放入一颗黄豆，所以存储空间较小，MLC方案每个格子可以放入两颗黄豆，TCL方案每个格子可以放入三颗黄豆，而QLC方案每个格子可以存放四个黄豆，成本不变的情况下，存储空间较大。要知道这个纸张（芯片晶圆）价格也十分昂贵的，也就是说同样的晶圆如果做成SLC只有128G，做成MLC就有256G了，做成TLC的话变成512G，而做成QLC我们可以做成更大容量，而成本是相同的。

每一个Cell单元存储数据越多，单位面积容量就越高，但是同时会导致不同电压状态越多，并且越难控制，所以采用QLC颗粒的固态，虽然容量更大价格更便宜，但是稳定性较差，并且P/E寿命较低，速度最慢。

也就是说，QLC技术虽然能带来更大的存储容量以及更低廉的单位成本，但是因为其稳定性较差以及P/E寿命仅为SLC的百分之一而备受质疑，这也是阻碍其大规模普及的重要原因。

随着对NANDFlash研究的深入，人们发现NANDFlash颗粒仅在写入时会产生磨损，而读取应用产生的磨损微不足道。因此，QLC闪存产品可充分利用NANDFlash这一特性，结合其高密度，成本经济的优势，在读取密集型应用上发挥天独厚的优势。此外，主控及纠错技术的发展也可以帮助弥补QLC的先天缺陷。

长江存储紧跟业内主流步伐，率先推出单颗Die容量达1.33TbQLC闪存产品，也是看重QLC技术凭借更高的存储密度及更经济的成本优势在读密集型为主的应用中巨大的市场潜力。

本文为电子发烧友综合报道，参考自环球网、快科技、闪存市场、IT之家、超能网、装机之家，转载请注明以上来源和出处。