摘要:当2022年美国将长江存储列入实体清单,禁止美系企业向其出售128层以上3D NAND制造设备时,外界普遍认为这家中国存储巨头的技术升级之路将就此停滞。
前言:
当2022年美国将长江存储列入实体清单,禁止美系企业向其出售128层以上3D NAND制造设备时,外界普遍认为这家中国存储巨头的技术升级之路将就此停滞。
彼时,长江存储二期工厂原定10万片/月的产能直接腰斩至4-5万片,先进制程研发陷入无米之炊的困境。
但三年后的今天,剧情却迎来了颠覆性反转,这场从绝境到破局的逆袭,不仅是一家企业的抗争史,更是中国半导体产业链打破海外垄断、构建自主生态的缩影。
作者 | 方文三
图片来源 | 网 络
207亿三期工厂,全国产线的野心与挑战
2025年9月,长江存储三期(武汉)集成电路有限责任公司正式注册成立,注册资本高达207.2亿元,明确提出[100%使用国产半导体设备]的目标。
目前长存总产能月约14万片/月,占全球3D NAND市场份额约12%,根据历史环评信息,长江存储规划产能为30万片/月,项目分三期建设,每期产能为10万片/月。
2023年长江存储武汉二期工厂投产后,产能提升至全球第三。
此次长存三期(武汉)集成电路有限责任公司的成立,与此前长江存储的扩产动作一脉相承,进一步推动其先进制程研发与产能扩张。
长江存储三期工厂的落地,将国产化从部分替代推向全面自主的新阶段,但这条道路上仍布满荆棘。
从规划来看,三期工厂的[野心]显而易见,月产能10万片,2026年投产后总产能将达30万片/月,对应全球NAND产能占比将从当前的8%提升至15%。
这意味着中国将在全球存储市场中拥有[定价影响力],要知道,全球NAND市场长期被三星(32.9%)、SK海力士(21.1%)、铠侠(13.5%)、美光(13.3%)垄断。
前五大厂商合计占比超92%,长江存储若实现15%份额,将成为全球第四大NAND供应商,直接改写市场格局。
更关键的是,三期工厂将成为[全国产设备的试验田],目前长江存储已与北方华创、中微公司、拓荆科技、华海清科等国产设备商达成深度合作。
但[100%国产化]的目标,仍面临三大核心挑战。
①良率与成本的平衡:当前国产设备的初始良率比国际大厂低15-20%,设备单价却高30%。
以一条10万片/月的产线为例,设备投资约225亿元,仅刻蚀设备就需50-60亿元,若良率无法快速提升,单瓦成本将显著高于三星、美光。
②设备兼容性与稳定性:集成电路制造涉及九大类核心设备,需实现无缝协同。
国产设备虽在单点突破,但不同厂商设备间的工艺适配、长期稳定性仍需磨合,从试产到稳定量产,分析师预计至少需要3-5年周期。
③光刻设备的瓶颈:尽管刻蚀、沉积等环节国产化率已超30%,但光刻设备仍是短板。
2024年国产光刻设备国产化率仅0-1%,上海微电子的ArF光刻机虽已实现90nm制程突破,但与ASML的EUV光刻机仍有代差,这可能限制长江存储向更高层数的突破。
摩根士丹利的报告指出,45%的国产化率已让长江存储远超行业平均,但100%国产化仍超出当前中国芯片制造商的能力范围。
这种审慎的判断,恰恰说明长江存储的突围并非一蹴而就,而是一场需要耐心的持久战。
制裁下的绝境,从产能腰斩到国产化破局
长江存储的国产化之路,从一开始就带着被迫的底色。
作为中国唯一实现3D NAND闪存量产的企业,长江存储自2016年成立起就承载着打破美日韩垄断的使命。
2021年时,其国产设备使用率已达16.3%,甚至率先采购了首台国产KrF光刻机,成为国内晶圆厂中推进国产化最激进的玩家。
但彼时的它,仍高度依赖LAM的刻蚀机、ASML的光刻机等海外设备,仅美国设备在其采购占比中就达43.44%,美日荷三国设备合计占比超76%。
2022年的制裁,直接掐住了长江存储的[咽喉],不仅新设备采购通道被切断,连现有设备的维修零部件都面临禁运。
更严峻的是,3D NAND制造中最核心的高深宽比刻蚀工艺,当时几乎完全依赖LAM刻蚀机,这直接导致232层NAND一度难产。
绝境之下,全面国产化从备选方案变成了唯一出路。
长江存储迅速与国内设备厂商组建[攻坚联盟],从光刻、刻蚀到薄膜沉积、清洗,逐个突破工艺环节的设备替代。
到2024年,其设备国产化率已飙升至45%,远超中芯国际荆城晶圆厂22%、临港晶圆厂18%的水平,成为国内国产化率最高的晶圆厂。
这种破局并非偶然,数据显示,2024年全球半导体设备市场规模1171.4亿美元,中国占比超4成(495.5亿美元),但多数环节国产化率仍低于20%,光刻设备0-1%、量检测设备1-10%、涂胶显影5-10%。
技术王牌Xtacking,成竞争的[话语权武器]
长江存储在2018年推出的Xtacking架构,直接颠覆了这一逻辑,这种技术创新,让长江存储在全球市场中站稳了脚跟。
Tech Insights的产线纵切面分析显示,从128层开始,长江存储的单位存储密度就一直占据同层数产品的[纵向最高点]。
2023年推出的232层TLC芯片X4-9070,通过双层堆叠实现294层等效密度,接口速度达3600MT/s,性能比肩三星、SK海力士的旗舰产品。
2025年量产的Xtacking 4.0架构,更是斩获FMS 2025[最具创新存储技术奖]。
更具标志性的是,2025年三星主动与长江存储签署[混合键合专利授权协议],为了推进400层以上NAND的研发,这家全球存储巨头不得不向中国企业支付专利费。
截至2025年,长江存储的专利申请总量已超1.2万件,其中国际专利5800余项,95%为发明专利。
这些专利不仅是技术壁垒,更成为中国半导体企业在全球竞争中的[话语权武器]。
供应链协同,一群中国企业的[集体逆袭]
在设备领域,北方华创已成长为全球第六大半导体设备厂商,其PVD、CVD设备不仅覆盖长江存储全产线,还进入中芯国际、长鑫存储的供应链。
中微公司的等离子刻蚀机更是打破国际垄断,被台积电用于5nm制程产线,技术水平跻身全球顶尖。
盛美上海的清洗设备、中科飞测的量测设备,也在长江存储的产线上实现规模化应用,逐步替代KLA的海外设备。
在材料领域,安集科技的CMP抛光液覆盖长江存储12英寸3D NAND产线,14nm以下先进制程抛光液已实现突破。
雅克科技成为国内少数具备NAND/DRAM全栈能力的材料商,前驱体产品直接供应长江存储。
就连此前高度依赖进口的大硅片,也有沪硅产业、立昂微等企业突破12英寸晶圆量产,虽然国产化率仅30%,但已能满足中低端产线需求。
这种协同效应正在形成正向循环,长江存储的订单让国产设备商获得研发资金,加速技术迭代;迭代后的设备又反哺长江存储,提升其产线效率与产品竞争力。
结尾:中国半导体的正向循环与未来
长江存储的实践证明,通过[企业牵引+产业链协同+政策支持],中国完全有能力构建自主的半导体生态。
对国产设备商而言,长江存储的产线成为[技术练兵场],北方华创、中微公司等企业通过量产验证,技术水平快速提升,甚至开始出海。
2025年北方华创的海外订单同比增长50%,中微公司的刻蚀机进入台积电供应链,打破了海外厂商的垄断。
对下游应用而言,长江存储的存在让中国企业摆脱了[存储颗粒卡脖子]的风险。
AI服务器、智能手机、汽车电子等领域的国产厂商,终于有了[自主可控]的存储选择,降低了供应链波动带来的风险。
对整个产业而言,长江存储的突围形成了正向循环:国产设备出货量提升→研发成本摊薄→技术迭代加速→更多晶圆厂采用国产设备→进一步扩大市场份额。
这种循环一旦形成,将彻底改变中国半导体产业的被动局面。
部分资料参考:芯光小栈:《100%国产设备:长存的黎明将至》,科技专家:《长江存储,要采用全国产设备,生产芯片了》,半导体设备资讯站:《长江存储第三工厂,将全线国产设备》,认知的另一面:《1600亿独角兽股改完成,产业链核心标的受益明确》,投资有道杂志:《长江存储打开IPO想象空间,8公司抢着攀关系,[含长量]参差不齐》,龙科多:《老美万万没想到,长江存储搞出了全国产化产线》
来源:AI芯天下