歷史一幕!長江存儲向三星授權關鍵技術專利

(文/觀察者網 呂棟 編輯/張廣凱)
“長江存儲實現了對三星的技術專利許可,這對於一直在堅持自主研發的中國科技企業而言,無疑是又一次重大鼓舞。”行業媒體如此評價稱。
2月24日,韓國媒體ZDNet Korea獨家報道稱,三星電子近日與中國存儲芯片廠商長江存儲簽署了專利許可協議,將從後者獲得3D NAND“混合鍵合”專利,該專利是一種將晶圓和晶圓直接鍵合的尖端封裝技術。
三星電子作為存儲芯片行業的領頭羊,從中國企業獲得專利授權比較罕見。這家韓媒直言,由於工藝流程問題,三星難以規避中國企業的專利,獲取授權是必然,未來的競爭可能會非常激烈。
觀察者網就該報道聯繫長江存儲方面,對方暫未置評。
從韓媒報道來看,三星此次獲取長江存儲專利授權,將主要用於下一代(V10)閃存芯片開發上,這代芯片計劃於今年下半年量產,堆疊層數將達到420層-430層。為了讓V10芯片儘快量產,三星引入了多項新技術,晶圓和晶圓之間的混合鍵合“至關重要”。

長江存儲128層NAND閃存
三星之所以這麼看重這項技術,是因為“混合鍵合”技術省去了傳統芯片連接所需的凸塊,縮短了電路,並提高了存儲性能和散熱特性,“特別是晶圓之間的混合鍵合,它鍵合的是整個晶圓而不是芯片,在提高生產效率方面也具有優勢”。
與三星相比,長江存儲是一個後起之秀,2016年成立於武漢,至今不到10年。彼時,存儲芯片行業已經是成熟市場,三星、SK海力士、美光等巨頭佔據了大部分市場份額。對於後來者而言,要想長久發展,首要目標並不是快速搶市場,而是要確保技術專利的合規。
如果技術專利上出了問題,甚至被行業巨頭找上麻煩,將影響企業的長期發展,甚至危及生存,福建晉華和美光的專利侵權糾紛就是一個典型例子,一度導致福建晉華的運營停擺。
也正是提前考慮了這一點,長江存儲在成立之初獲得國家大基金投資的同時,國家也對長江存儲所從事的3D NAND技術研發生產,進行了全面專利預警工作。
2016年,由國家知識產權局專利分析和預警領導小組辦公室組織,專利審查協作湖北中心骨幹力量承擔的專題《三維NAND型存儲器關鍵技術專利分析和預警》啓動,報告詳細分析了三維NAND型存儲器的關鍵技術、全球專利佈局情況以及主要企業的競爭態勢,建議國內企業建立風險預警機制,對海外存儲寡頭和國外研究機構的高風險專利保持警覺,報告全文共七章、332頁、19萬字。
2017年8月,武漢東湖高新區管委會召開三維NAND存儲器產業知識產權項目報告會暨存儲器產業專利導航預研會,政府機構和長江存儲等相關負責人蔘加,要求認真做好專利預警和專利佈局等專利導航工作。
根據長江存儲官網介紹,2017年10月,長江存儲通過自主研發和國際合作相結合的方式,成功設計製造了中國首款3D NAND閃存。2019年9月,搭載長江存儲自主創新Xtacking® 架構的第二代TLC 3D NAND閃存正式量產。2020年4月,長江存儲宣佈第三代TLC/QLC兩款產品研發成功,其中X2-6070型號作為首款第三代QLC閃存,擁有發佈之時業界最高的I/O速度,最高的存儲密度和最高的單顆容量。

長江存儲自研Xtacking技術
觀察者網當時(2020年4月)還報道過,長江存儲跳過96層,成功研發基於Xtacking 2.0的128層QLC3D NAND閃存,短短3年實現從32層到64層再到128層的跨越。
從這次韓媒的報道看,在那個時期,長江存儲就已經在積極應用3D NAND混合鍵合技術,並將其命名為“Xtacking”。該公司還在業務初期通過許可協議,從美國科技公司Xperi獲得了與混合鍵合相關的原始專利,長期積累了大量與NAND鍵合相關的自有專利。
隨着閃存芯片堆疊層數進入400層,如何保證芯片的性能可靠和生產效率成為難題,三星等存儲巨頭在生產製造中,似乎也不得不使用混合鍵合技術,也就避不開長江存儲的專利。
韓媒援引知情人士稱,Xperi、長江存儲和台積電這三家公司,實際上擁有了與混合鍵合相關的大部分技術專利,三星電子也是在判斷其在V10、V11和V12等未來代際的NAND芯片開發中,幾乎不可能避開長江存儲的專利的情況下,簽訂了許可協議。
調研機構TechInsights的崔正東分析稱:“從V10開始,三星電子開始採用三重堆疊技術,將電路分為三層,並使用混合鍵合技術,總共使用兩個晶圓。由於存在許多變化,例如工藝轉換和新設施投資,因此與長期採用混合鍵合的長江存儲相比,製造成本必然會高得多。”

三星電子開發的V9代閃存芯片
存在類似情況的還有SK海力士,它跟三星兩家佔據了全球50%以上的閃存市場份額。這家韓國巨頭計劃在今年底量產400層NAND閃存,並在明年上半年大規模生產,該公司高管明確提到,將在400層NAND產品中使用混合鍵合技術,來提高成本效率和量產。
在韓媒看來,長江存儲通過在混合鍵合領域的長期積累,技術已經領先,該公司近期使用“Xtacking 4.x”版本實現270層高密度NAND的商業化(SK海力士去年底量產“全球最高”321層NAND閃存)。
“長江存儲的2yy NAND芯片(預計270層),是我們在市場上發現的密度最高的NAND,更重要的是,它是業內第一個實現超過20Gb/mm2位密度的NAND。”TechInsights在報告中寫道。
截至目前,長江存儲專利申請數量超過1萬件。正如前文所言,對於長江存儲、長鑫存儲這種新興之秀而言,積累專利不僅是為了推進技術,更為了在專利戰中進行防禦。
2023年11月8日,長江存儲以八件專利起訴美光之後,又在2024年7月追加了11件專利的起訴,兩案併案處理。有專利媒體撰文稱,長江存儲敢於在美國主動起訴美光,開創了中國企業的先河,也顯示出對於自主技術的自信。截至目前,可檢索到的美光已經對長江存儲的20件專利,發起了22次的無效挑戰IPR(多方複審)。不難看出,這種密度的糾紛,也開創了中國企業和美國企業在專利戰場上較量的一個新紀錄。
對於中國科技創新而言,長江存儲十年磨一劍的技術突破無疑令人振奮。在核心技術逐步追上甚至領先行業巨頭之後,如何提升產能也成為長江存儲的關鍵問題,這對能否改寫行業格局也至關重要。
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