(文/观察者网 吕栋 编辑/张广凯)

"长江存储实现了对三星的技术专利许可,这对于一直在坚持自主研发的中国科技企业而言,无疑是又一次重大鼓舞。"行业媒体如此评价称。

2月24日,韩国媒体ZDNet Korea独家报道称,三星电子近日与中国存储芯片厂商长江存储签署了专利许可协议,将从后者获得3D NAND"混合键合"专利,该专利是一种将晶圆和晶圆直接键合的尖端封装技术。

三星电子作为存储芯片行业的领头羊,从中国企业获得专利授权比较罕见。这家韩媒直言,由于工艺流程问题,三星难以规避中国企业的专利,获取授权是必然,未来的竞争可能会非常激烈。

观察者网就该报道联系长江存储方面,对方暂未置评。

从韩媒报道来看,三星此次获取长江存储专利授权,将主要用于下一代(V10)闪存芯片开发上,这代芯片计划于今年下半年量产,堆叠层数将达到420层-430层。为了让V10芯片尽快量产,三星引入了多项新技术,晶圆和晶圆之间的混合键合"至关重要"。

长江存储128层NAND闪存

三星之所以这么看重这项技术,是因为"混合键合"技术省去了传统芯片连接所需的凸块,缩短了电路,并提高了存储性能和散热特性,"特别是晶圆之间的混合键合,它键合的是整个晶圆而不是芯片,在提高生产效率方面也具有优势"。

与三星相比,长江存储是一个后起之秀,2016年成立于武汉,至今不到10年。彼时,存储芯片行业已经是成熟市场,三星、SK海力士、美光等巨头占据了大部分市场份额。对于后来者而言,要想长久发展,首要目标并不是快速抢市场,而是要确保技术专利的合规。

如果技术专利上出了问题,甚至被行业巨头找上麻烦,将影响企业的长期发展,甚至危及生存,福建晋华和美光的专利侵权纠纷就是一个典型例子,一度导致福建晋华的运营停摆。

也正是提前考虑了这一点,长江存储在成立之初获得国家大基金投资的同时,国家也对长江存储所从事的3D NAND技术研发生产,进行了全面专利预警工作。

2016年,由国家知识产权局专利分析和预警领导小组办公室组织,专利审查协作湖北中心骨干力量承担的专题《三维NAND型存储器关键技术专利分析和预警》启动,报告详细分析了三维NAND型存储器的关键技术、全球专利布局情况以及主要企业的竞争态势,建议国内企业建立风险预警机制,对海外存储寡头和国外研究机构的高风险专利保持警觉,报告全文共七章、332页、19万字。

2017年8月,武汉东湖高新区管委会召开三维NAND存储器产业知识产权项目报告会暨存储器产业专利导航预研会,政府机构和长江存储等相关负责人参加,要求认真做好专利预警和专利布局等专利导航工作。

根据长江存储官网介绍,2017年10月,长江存储通过自主研发和国际合作相结合的方式,成功设计制造了中国首款3D NAND闪存。2019年9月,搭载长江存储自主创新Xtacking架构的第二代TLC 3D NAND闪存正式量产。2020年4月,长江存储宣布第三代TLC/QLC两款产品研发成功,其中X2-6070型号作为首款第三代QLC闪存,拥有发布之时业界最高的I/O速度,最高的存储密度和最高的单颗容量。

长江存储自研Xtacking技术

观察者网当时(2020年4月)还报道过,长江存储跳过96层,成功研发基于Xtacking 2.0的128层QLC3D NAND闪存,短短3年实现从32层到64层再到128层的跨越。

从这次韩媒的报道看,在那个时期,长江存储就已经在积极应用3D NAND混合键合技术,并将其命名为"Xtacking"。该公司还在业务初期通过许可协议,从美国科技公司Xperi获得了与混合键合相关的原始专利,长期积累了大量与NAND键合相关的自有专利。

随着闪存芯片堆叠层数进入400层,如何保证芯片的性能可靠和生产效率成为难题,三星等存储巨头在生产制造中,似乎也不得不使用混合键合技术,也就避不开长江存储的专利。

韩媒援引知情人士称,Xperi、长江存储和台积电这三家公司,实际上拥有了与混合键合相关的大部分技术专利,三星电子也是在判断其在V10、V11和V12等未来代际的NAND芯片开发中,几乎不可能避开长江存储的专利的情况下,签订了许可协议。

调研机构TechInsights的崔正东分析称:"从V10开始,三星电子开始采用三重堆叠技术,将电路分为三层,并使用混合键合技术,总共使用两个晶圆。由于存在许多变化,例如工艺转换和新设施投资,因此与长期采用混合键合的长江存储相比,制造成本必然会高得多。"

三星电子开发的V9代闪存芯片

存在类似情况的还有SK海力士,它跟三星两家占据了全球50%以上的闪存市场份额。这家韩国巨头计划在今年底量产400层NAND闪存,并在明年上半年大规模生产,该公司高管明确提到,将在400层NAND产品中使用混合键合技术,来提高成本效率和量产。

在韩媒看来,长江存储通过在混合键合领域的长期积累,技术已经领先,该公司近期使用"Xtacking 4.x"版本实现270层高密度NAND的商业化(SK海力士去年底量产"全球最高"321层NAND闪存)。

"长江存储的2yy NAND芯片(预计270层),是我们在市场上发现的密度最高的NAND,更重要的是,它是业内第一个实现超过20Gb/mm2位密度的NAND。"TechInsights在报告中写道。

截至目前,长江存储专利申请数量超过1万件。正如前文所言,对于长江存储、长鑫存储这种新兴之秀而言,积累专利不仅是为了推进技术,更为了在专利战中进行防御。

2023年11月8日,长江存储以八件专利起诉美光之后,又在2024年7月追加了11件专利的起诉,两案并案处理。有专利媒体撰文称,长江存储敢于在美国主动起诉美光,开创了中国企业的先河,也显示出对于自主技术的自信。截至目前,可检索到的美光已经对长江存储的20件专利,发起了22次的无效挑战IPR(多方复审)。不难看出,这种密度的纠纷,也开创了中国企业和美国企业在专利战场上较量的一个新纪录。

对于中国科技创新而言,长江存储十年磨一剑的技术突破无疑令人振奋。在核心技术逐步追上甚至领先行业巨头之后,如何提升产能也成为长江存储的关键问题,这对能否改写行业格局也至关重要。