美光疑似“偷学”中企的存储芯片技术

01

中美存储芯片的恩怨情仇

从最先进制程的芯片进口，到精密设备、资深技术人员的引入，美国对中国芯片产业的限制手段层出不穷。但当各行各业发展都离不开的产品被禁时，一定会有相应的替代品出现，信创产业的国产替代进程证明了这一点。而封禁政策的对抗影响是互相的，独辟蹊径想要摆脱地缘政治风险的国产厂商所创造的技术，反倒是又被海外同行看上了。

不久前，长江存储时隔8个月，再度在美国加州北区法院对美国存储器巨头美光提起诉讼，指控美光侵犯了自己11项专利。据半导体行业专业人士总结，这些指控的核心是美光多款3D NAND Flash（闪存）存储器产品，包括96层、128层、176层及232层等不同技术代际，其覆盖芯片结构和制造方法等关键技术，同时也涉及部分DDR5 SDRAM（美光最新一代高带宽电脑存储器规格）产品。

长江存储的诉求是法院禁止美光在美国销售其内存，并向其支付专利使用费，法院支持的可能性有多大我们后文细讲，先分析两者的恩怨和具体技术。

这不是长江存储第一次与美光对簿公堂，去年11月，同样是在美国加州北区法院，长江存储起诉美光科技及其全资子公司美光消费产品集团侵犯其8项与3D NAND相关的专利。长江存储的内部人士判断，美光未经授权就使用长江存储的专利技术，实际是为了把长江存储逼退出3D NAND市场，来阻止竞争和创新。

长江存储之所以和美光站到了对立面，也是从2022年美国出台涉及128层及以上的NAND存储芯片出口管制新规开始的。

据当时的市场调研机构Counter point半导体研究员所言，管制新规最大的影响之一，就是对长江存储的扩产和目前产线的维护，“长江存储已经能在3D NAND存储芯片上做到232层，而国际先进水平的代表三星，他们的3D NAND也只到236层，差距并不大，但是设备、材料的采购受限会拖慢长江存储的追赶脚步”。

而美国如此细致的管制规则的背后推手，很有可能就是美国最“受宠”的半导体硬件企业——美光。

成立于2016年的长江存储是我国内地存储芯片领域的领军企业之一，由紫光集团和武汉新芯共同组成，主营NAND业务，早在2021年就量产了128层3D堆叠产品，232层产品在管制新规之前亦开始上量。芯片从业者普遍认为，从技术上看，长江存储已与三星、SK海力士等国际存储大厂有一战之力，“相差顶多一代”。

因为网络安全隐患，美光未能通过网信办审查

不过，美光在中国市场过得其实也不如意。去年5月，国家网信办通报，审查发现美光产品存在较严重网络安全问题隐患，对中国关键信息基础设施供应链造成重大安全风险，影响国家安全，公告特别提到“关键信息基础设施运营者应按规停止采购美光公司产品”。

要知道中国是美光全球第三大市场，光是中国内地和香港的客户就占到了美光全球总营收的四分之一，美光不可能不在乎。另一方面，美光后撤留下的市场空间，有自主知识产权的技术、专利风险小的长江存储自然会跟上填补，而长江存储之所以能避开美光的专利保护区，甚至还让美光心心念念，靠的就是自己的开发出的X-tacking堆叠架构技术。

02

新架构方式成关注点

在半导体领域，NAND是NAND Flash Memory的简称，“Flash Memory”也就是我们说的闪存。当我们的电脑突然关机，重启之后一些打开的软件、正在码的文章还在，这就要归功于闪存的存在，所以它的学名也叫非易失性存储器 (Non-Volatile Memory，NVM)，常用于制造固态硬盘（SSD），应用于手机、电脑、服务器等产品终端。

SSD中的闪存部分

另一种目前主要的存储介质DRAM（动态随机存储器），则是一种易失性存储器（Volatile Memory，VM），简单理解就是电源一关，存的数据立刻消失，狭义上可理解为偏向于计算的内存。

说回NAND Flash，它也是一种非易失性闪存技术，最早是东芝（现在的铠侠）在上世纪八十年代末推出的，它的容量大、改写速度快，特别适合大量数据的存储，目前应用广泛，从SSD硬盘、U盘到智能手机、平板、数码相机、智能汽车等等都有用到NAND Flash。这个领域的竞争者也不少，海力士、美光、英特尔、三星、西部数据都是主要玩家。

在3D NAND技术出现以前，NAND就是平面的2D形式，大家都在有限的平面上盖平房。不过当芯片工艺达到14纳米的物理极限，2D结构的闪存很容易因为电子流失而丢失数据，所以就出现了用增加垂直层数来获得更大存储容量的方法。

理论是明确的，但是真的实践起来，每家盖楼所采用的“造型”也就是架构并不完全相同。3D NAND由负责存储数据的单元（Cell），也就是存储阵列，和驱动这些单元的电路区域，即外围电路(Peri)组成。传统的制造加工过程是先生产外围电路，然后加工里面的存储单元阵列，这就会导致在后期加工过程中使用的高温高压的工艺，会导致之前的外围电路被损坏。

X-tacking技术是长江存储的一大突破

但长江存储的X-tacking架构技术是通过将外围电路和存储阵列电路分开、在两片独立的晶圆上加工，使得外围电路不需要受到阵列加工时的高温高压影响，可以跟随逻辑电路的进步发展，然后再应用“Wafer-to-Wafer bonding”技术进行键和封装。

也有厂商会把外围电路放到存储阵列下方，虽然也能提高存储的密度，但相比之下X-tacking架构提高的更多——它的面积利用率能达到90%。存储密度的大幅提高，意味着单个存储单元的成本降低，从而降低了SSD的生产成本，按照业内专业机构Toms Hardware分析师的形容，长江存储正在“血洗”SSD市场。

总的来说，正是凭借独特的X-tacking架构技术，长江存储才能打破国际巨头的技术垄断，实现更快、容量更大且成本更低的闪存芯片生产。这可能也是美光心动的原因。

03

有条件的和解或许比赔偿更重要

长江存储会不会真的在法庭上与美光拼个“刺刀见红”？大概率是不会的，按照经验来看，和解是最有可能发生的结果。

一位国内GPU厂商告诉记者，专利纠纷是很复杂的，半导体制造流程又有600多道，一家企业甚至一个国家都很难全包全揽，“大家都是共生关系，无论是专利侵犯还是声誉问题，只要商业利益平衡、达成一致就是最好的结局”。

曾经美光和中国福建的集成电路制造商晋华关于DRAM相关技术也曾掀起全球诉讼大战，历经6年，最后也还是达成了和解协议，撤回各自的所有诉讼。

但是晋华在遭遇美光提出的知识产权诉讼之后，一度停止运营，去年才刚刚低调复产。而长江存储不一样，它的技术与其他NAND大厂的技术和架构都不同，且自己有独家的专利，在诉讼中也是占据主动地位，在博弈中能获得什么，才是长江存储应该关注的。

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编辑｜张毅

审核｜吴新

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