近日，一则新闻引起了全球半导体行业的关注：中国芯片大厂长江存储在美国起诉了全球领先的半导体公司美光科技有限公司。据美国加利福尼亚北区法院公布的信息，长江存储已于11月9日发起了诉讼，指控美光及其全资子公司美光消费产品集团有限责任公司侵犯了其8项美国专利。

长江存储是国内最大的3D NAND Flash（闪存芯片制造）厂商，此次诉讼旨在解决美光试图通过侵犯长江存储的专利技术来阻止竞争和创新的问题。在起诉书中，长江存储详细阐述了美光如何使用其专利技术，以抵御来自长江存储的竞争，并获得和保护市场份额。

具体来说，长江存储指控美光侵犯了其8项美国专利，包括专利号为“10,950,623”、“11,501,822”、“10,658,378”、“10,937,806”、“10,861,872”、“11,468,957”、“11,600,342”和“10,868,031”的专利。这些专利涉及到的技术广泛，包括3D NAND Flash的制造和设计等关键技术。美光被控侵权的产品包括其96层、128层、176层和232层3D NAND产品。

长江存储在起诉书中强调，他们不再是新秀，而是全球3D NAND市场的重要参与者。去年11月，科技市场研究机构TechInsights曾得出结论：长江存储是3D NAND闪存领域的领导者，超过了美光。这一结论是基于长江存储在NAND Flash芯片制造和设计领域的突破和持续的创新能力。


存储市场空间广阔，海外厂商高度垄断

半导体存储是集成电路产业占比第二大的核心细分行业。存储芯片作为现代信息产业应用最为广泛的电子器件之一，在 5G、 云计算以及 AI 等新兴产业快速发展背景下，其重要程度与日俱增，具备广阔的市场空间，根据 WSTS 数据，2022 年全球 集成电路市场总规模约为 4799.9 亿美元，其中，存储芯片市场规模约为 1344.1 亿美元，占比 28%位居第二，仅次于逻辑 芯片。

DRAM 和 NAND Flash 共同主导半导体存储市场。根据Yole 数据，以市场规模作为统计口径，2022 年全球半导体存储市 场中 DRAM 占比达 56%，NAND Flash 占比达 41%，是整个存储市场中最重要的两个细分品类，NOR Flash 则以 2%的市 场占比位居第三位。同时，根据 TrendForce 统计数据，2022 年全球 DRAM 市场规模达 801 亿美元，同比-16%，预计 2023 年将同比下降 40%至 482 亿美元；NAND Flash 方面，2022 年全球市场规模达 600 亿美元，同比-12%，预计 2023 年将同 比下降 23%至 464 亿美元。

手机、服务器和 PC是存储出货的主要驱动力。DRAM 方面，在 5G、云计算、AI 的带动下，服务器 DRAM 占比逐年提高， 预计将于 2023 年反超手机成为 DRAM 第一大应用终端。与此同时，主要应用在服务器端的 eSSD 对存储的需求也同样呈 现持续增长趋势，预计 2023 年将成为 NAND Flash 市场仅次于手机的第二大需求终端。

海外厂商高度垄断，竞争格局趋于稳定。在经历了一系列并购整合之后，当前全球半导体存储市场形成以三星为代表的韩国 厂商为主，欧美地区厂商为辅的整体竞争格局。其中，DRAM 市场集中度更高，主要被三星、SK 海力士以及美光三家海外 厂商所垄断，CR3 高达 95%；NAND Flash 方面，三星依旧处于领先位置，铠侠、西部数据、SK 海力士和美光四者的市场 份额相差不大，CR5 达 90%。

存储内需庞大但自给率低，国产厂商正逐步崛起。近些年，在国家产业政策以及国家大基金的资本扶持下，以长江存储、长 鑫存储、兆易创新等为代表的国产存储厂商逐步崛起，实现了从 0 到 1 的突破。其中，长江存储重点在 NAND Flash 领域发 力，于 2017 年成功研制出国内第一颗 3D NAND 闪存芯片，并在 2020 年成功研发 128 层 3D NAND 闪存产品；长鑫存储 则重点攻克 DRAM，于 2019 年实现 8Gb DDR4 投产，目前已在合肥、北京完成 12 英寸晶圆厂建厂并投产；2022 年兆易 创新在 NOR Flash 市场市占率已排至全球第三、中国大陆第一。

YMTC再创奇迹 232层3D NAND世界之最

最近，中国本土存储芯片生产企业江苏长江存储科技有限公司(YMTC)推出自主研发的全球最先进的232层3D NAND芯片，再次引发业内关注。这标志着中国在存储芯片技术领域取得重大突破，为实现关键核心技术自主可控迈出关键一步。

这款232层3D NAND芯片由YMTC自主研发，采用的是该公司自主设计的Xtacking 3.0架构，刷新了商用NAND芯片的世界纪录。数据显示，这款芯片的密度高达19.8 Gb/mm2，是全球之最。这主要得益于该公司在架构设计和工艺制程方面的持续创新与突破。

事实上，这已经不是YMTC首次实现存储芯片技术的重大进步。

早在2021年，该公司就推出了128层TLC 3D NAND芯片；2022年，又推出了162层TLC 3D NAND芯片。在层数不断增加的同时，YMTC还实现了从PLC到TLC再到QLC的技术升级，大大提高了单位面积的存储密度。这充分显着了YMTC强大的自主创新能力。

从芯片结构来看，YMTC此次推出的232层3D QLC NAND采用四平面设计，而早期的3D TLC NAND采用六平面设计。这种结构调整有助于进一步缩小芯片尺寸，提高集成度。与此同时，两者都采用了Xtacking 3.0架构和2400 Mb/s的接口速率，可以广泛应用于高速固态硬盘中。

业内分析认为，尽管目前YMTC 232层3D NAND芯片产量有限，但这一技术突破证明了公司在芯片设计和制造方面的持续进步。芯片的记录密度已经超过了主要国际竞争对手，这主要得益于自主研发的Xtacking 3.0 架构的优异性能。

这标志着中国在存储芯片领域实现了重要的技术突破，中国制造正在焕发出新的活力。

展望未来，这一进展预示着中国存储芯片企事业将向更高水平发展。

随着制造工艺和设计技术的不断进步，中国本土存储芯片厂商有望在更大容量、更高性能的存储芯片上取得新的突破，为构建自主可控的芯片产业体系作出重要贡献。

4D NAND已经在路上

在早期，NAND 闪存主要以 2D 平面形式存在，其扩展容量的原理主要通过在一 个平面上将多个存储单元进行拼接，存储单元的数量越多，存储容量就越大，随着存储芯片厂商将 2D NAND 的单元尺寸从 120nm 微缩至 14nm 时，2D 结构在容量扩展方面的局限性开始显现，其可靠性会随着制程微缩进一步下降。为了克服 2D NAND 技术的自身缺陷，2007 年东芝（现在的铠侠）提出了 3D NAND 结构的技术理念，3D NAND 主要通过在垂直堆栈中 将多组存储单元进行相互层叠，以实现存储容量增加的目的，堆叠层数越高则意味着容量就越高。

2014 年三星率先推出业界首个 3D V-NAND 产品，经历了近十年的发展后，垂直方向堆叠 3D NAND 层数成为各大 NAND 厂商竞争的主要方向。其中，2022 年美光实现 232 层 NAND 闪存产品的出货，三星也宣布开始量产 236 层 3D NAND 闪存 芯片，铠侠和西部数据预计将于 2023 年推出 218 层 3D NAND 闪存，SK 海力士则在 2023年展示了其最新 300 层 3D NAND 产品原型，预计将在 2024-2025 年期间上市。国内方面，长江存储在 NAND 领域取得不断突破，持续缩短与海外巨头的差 距，在 2020 年成功研发 128 层 3D NAND 闪存产品。

为了在 3D NAND 的基础上进一步提高存储容量，SK 海力士推出了 4D NAND 技术，4D NAND 技术主要通过在 3D NAND 中利用单元下外围（PUC）技术，在单元下方形成外围电路，减少外围电路所占面积，从而实现容量的增加和成本的降低， 2022 年，SK 海力士宣布成功研发全球首款业界最高层数的238 层 4D NAND 闪存。