在8月份的FMS全球闪存峰会上,海力士Sk Hynix又一次吸引了全球的目光。对外正式宣称,已经成功实现了321层3D-NAND,并将2025年量产。这也是第一家NAND原厂对外公布明确的超过300L 3D-NAND的时间节点。着实让大家眼前一亮。
这次的321层NAND,Hynix没有透露具体的实现方式,按照Hynix发布“4D NAND”(实际也是3D NAND)的噱头做法,推测是在量产238层NAND基础上的堆叠。保持观望中。
自2014年3D NAND问世,就一直聚焦着全世界的目光。经过多年的沉淀,3D NAND行业可谓是"百家"峥嵘。说"百家"是有点夸张了,说白了,3D NAND行业也就是指三星、东芝、西部数据、美光、SK海力士等这些Flash原厂巨头,因为他们基本完全把控着3D NAND的命脉。中国公司此前在此领域毫无话语权,甚至连收购、合作外资公司都没可能,想获得突破还得靠国产公司自立。值得欣慰的是,长江存储科技在武汉投资国家存储芯片基地,已经迎头赶上,迈进第一阵营。
3D-NAND的层数堆叠,已经成为各大厂商竞相追逐的目标。目前主流厂商已经到了第6代工艺,Micron目前量产232L 3D TLC NAND,读写性能都得到大幅提升,采用的是双堆栈技术。
海力士Sk Hynix目前量产的238层 512Gb TLC 4D NAND。海力士这个4D NAND叫法,噱头大于实际意义,实际也是3D-NAND的变形,类似CuA架构,就是把电路单元放在存储单元之下(Peri Under Cell, PUC)而已.
镁光Micron和海力士SK Hynix发布的200L+的NAND,采用的都是Charge Trap Flash(CTF)。目前市场上,也仅剩Solidigm(Intel NAND卖给海力士后新成立的公司)还在坚持使用Floating Gate(FG)架构。与FG浮栅不同,FG浮栅将电荷存储在导体中,而CTF将电荷存储于绝缘体中,这消除了单元之间的干扰,提高了读写性能,同时与浮栅技术相比减少了单元面积。不过,FG浮栅对read disturb和program disturb的抗干扰比CTF要好,总体来说,CTF工艺成本更低,这也是大多数公司选择CTF的原因。
国内厂商YMTC自研的Xtacking技术也到了3.0,目前也实现了232L 3D NAND,采用6-plane的设计,相对4-plane的架构,性能将得到超过50%的提升。从Xtacking 2.0 128L Die CDT1B芯片,到Xtacking 2.5 128L Die CDT2A芯片,再到Xtacking 3.0 232L Die EET1A芯片,Die面积逐渐增加,存储密度接近翻了一倍。
三星在2021年中已开始打样第8代V-NAND 200L,目前市场上看到的最新消息是三星已在2022年下半年正式量产1Tb TLC V8-NAND。三星方面并未透露V8 NAND的具体层数,不过宣称具有超过200L的技术能力。三星预计2024开始量产V9 NAND。
根据目前各家NAND原厂的研发状态,预计在2025年,我们将会看到层叠超过300-500L的3D NAND。甚至在2030之前,超过800L的3D NAND也可能会进入大家的视野。这听上去很Crazy,也许这就是技术的魅力。让我们拭目以待!