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谜底揭开!华为Mate40系列“自研闪存”来自长江存储

发布于:2020-11-22 11:38:55  栏目:技术文档

  本月初的时候,有报道称华为 Mate40 系列疑似采用了华为自研的闪存的消息,由此也引发了一些争论。

  现在,谜底终于揭开了:华为 Mate40 系列采用长江存储的 64 层 3D NAND 闪存颗粒。

  回顾此前的报道,根据网友对于华为 Mate40 Pro 的闪存性能的实际测试显示,华为 Mate40 Pro 的持续读取、写入速度分别达到了 1966MB/s、1280MB/s,远高于其他旗舰手机。

  作为对比,采用 UFS3.1 闪存的小米 10 至尊版的读写速度分别为 1772MB/s、789MB/s;三星 Note20 Ultra 分别为 1750MB/s、736MB/s。

  从数据对比上来看,华为 Mate40 Pro 闪存写入提升十分明显,相比竞品的闪存性能,部分增幅甚至超过了 70%。

  对于 Mate 40 Pro 的闪存读写速度大幅优于其他旗舰机所采用的最新的 UFS 3.1 标准的闪存的测试结果,有网友爆料称,华为 Mate 40 Pro、Mate 40 Pro+ 以及 Mate40 RS 保时捷设计均采用华为自研的一种新型闪存(或为 sfs 1.0)。

  而根据艾奥科技对于华为 Mate40 RS 保时捷设计的拆解也显示,其内部采用了印有海思 Logo 的闪存。也就是说,这款闪存芯片可能是基于华为自研的技术。

  但是,我们都知道华为自己并不是存储芯片厂商,并且也不具备研发和生产闪存芯片的能力。而目前像三星、SK 海力士、铠侠等主流的闪存厂商基本都是自研、自产、自销,也不存在为第三方代工存储芯片的业务。

  不过,目前在存储领域,存在着另一种生意模式,就是一些不具备闪存颗粒生产能力的厂商,向三星、SK 海力士、铠侠等主流的闪存厂采购闪存颗粒,然后加上自研的或者第三方的闪存控制器及固件,然后自己(或者委外)进行封装测试,印上自己的 LOGO。比如江波龙、佰维存储、时创意等厂商。

  所以,对于华为来说,其 Mate40 系列上出现的印有华为海思自己 LOGO 的闪存芯片,很可能就是向某些闪存大厂采购了闪存颗粒,然后加上了自研的闪存控制器(华为一直都有自己的自研闪存控制芯片),再通过第三方的封测厂来进行封装。

  这也能解释,为何 Mate40 Pro 的闪存性能远超其他 UFS 3.1 标准的闪存。

  那么问题来了,华为是采用的哪家存储芯片厂商的闪存颗粒?

  在 11 月 18 日的北京微电子国际探讨会上,长江存储 CEO 杨士宁公开表示,与国际存储大厂相比,该公司用短短 3 年时间实现从 32 层到 64 层再到 128 层的跨越,3 年完成他们 6 年走过的路。

  此外,杨士宁还证实了一件事,那就是长江存储的 64 层闪存已经成功打入了华为 Mate40 系列的供应链,他还借用一句网络用语,表示“出道即巅峰”。

  资料显示,2019 年 9 月,长江存储正式宣布,其 64 层堆栈 3D NAND 闪存已开始量产。该闪存全球首款基于 Xtacking 架构的 64 层 256Gb TLC 3D NAND 闪存,即每颗裸芯片的存储容量为 256 千兆字位,每个存储单元为三个字位的 3D 闪存。

  得益于长江存储自研的 Xtacking 技术,使得长江存储的 64 层 3D NAND 闪存则在读写速度和存储密度上得到了大幅的提升。

  在I/O速度方面,目前 NAND 闪存主要沿用两种I/O接口标准,分别是 Intel/索尼/SK 海力士/群联/西数/美光主推的 ONFi,去年 12 月发布的最新 ONFi 4.1 规范中,I/O接口速度最大 1200MT/s(1.2Gbps)。

  第二种标准是三星/东芝主推的 Toggle?DDR,I/O速度最高 1.4Gbps。不过,大多数 NAND 供应商仅能供应 1.0 Gbps 或更低的I/O速度。而长江存储的 Xtacking 架构成功将I/O接口的速度提升到了 3Gbps,实现与 DRAM DDR4 的I/O速度相当。

  在存储密度方面,传统 3D NAND 架构中,外围电路约占芯片面积的 20~30%,降低了芯片的存储密度。随着 3D NAND 技术堆叠到 128 层甚至更高,外围电路可能会占到芯片整体面积的 50% 以上。

  Xtacking 技术将外围电路置于存储单元之上,从而实现比传统 3D NAND 更高的存储密度(长江的 64 层密度仅比竞品 96 层低 10~20%)。

  今年 4 月,长江存储宣布其 128 层 QLC 3D NAND 闪存(型号:X2-6070)研发成功,并已在多家控制器厂商 SSD 等终端存储产品上通过验证。于此同时,长江存储的自研的 Xtacking 技术也进展到了第二代。

  另外,在产能方面,根据 TrendForce 的数据显示,长江存储的目前的投片量已经达到了 5 万片/月,预计到明年年底将可提高到 10 万片/月。

  而长江存储的 64 层 3D NAND 闪存自去年量产之后,目前已经获得了众多 SSD 品牌厂商的采用,不久前,长江存储还推出了自己的 SSD 品牌“致钛”,相关的产品也已经上市开售。不过,此次长江存储的 64 层 3D NAND 闪存打入华为 Mate40 系列供应链确实有点令人意外。

  受去年 5 月美国禁令的影响,笔者认为,在去年长江存储 64 层 3D NAND 闪存成功量产之后,华为方面应该就已经开始了与长江存储的合作。

  虽然在今年 8 月,美国方面升级了对华为的禁令,禁止第三方基于美国技术的芯片或零组件厂商在没有获得许可的情况下向华为供货。

  但是,长江存储向华为供应的这批 64 层 3D NAND 很可能是在 9 月 15 日的最终期限之前完成交付的,所以没有违反禁令。不然,长江存储 CEO 杨士宁博士也不会公开透露这个消息。

  当然,从另一方面来看,存储芯片相比 CPU 等逻辑芯片来说,在设计的复杂度上可能要低一些,对于美系 EDA 软件的依赖度也较低,而且长江存储的闪存核心技术也主要是基于自研,同时,存储芯片对于制程工艺的要求也要比手机 CPU 更低。在从设计到生产的整个过程当中,对于美系软件、技术及设备的依赖度较低。

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