2 月 16 日消息，半導(dǎo)體存儲領(lǐng)域正掀起一場激烈的技術(shù)競賽，三星電子、SK 海力士等行業(yè)巨頭紛紛在 3D NAND 閃存技術(shù)上發(fā)力，一場關(guān)乎未來市場主導(dǎo)權(quán)的較量已然拉開帷幕。
三星電子：1Tbit 3D NAND 閃存的技術(shù)突破
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三星電子即將發(fā)布的 1Tbit 3D NAND 閃存?zhèn)涫懿毮俊＿@款閃存將字線（存儲單元）層數(shù)增加到 400 多層（4XX 層），內(nèi)存密度相當(dāng)高，達(dá)到 28.2Gbit/mm2。它采用 TLC 多值存儲方法，還引入了一種新工藝，將存儲單元陣列和外圍電路制作在單獨(dú)的晶圓上，然后通過 “WF - Bonding”（晶圓到晶圓的鍵合）技術(shù)將它們鍵合在一起。這種工藝使得每個晶圓的制造工藝在可擴(kuò)展性、性能和產(chǎn)量方面都能得到優(yōu)化。其輸入輸出接口的強(qiáng)大傳輸速度更是高達(dá) 5.6Gbps，這一速度不僅適合 PCIe 5，也能適配兩倍快的 PCIe 6 互連，為數(shù)據(jù)的高速傳輸提供了有力保障。
三星電子的技術(shù)研發(fā)進(jìn)程
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三星目前正在開發(fā) 286 層的第九代 3D NAND，并且在 400 層技術(shù)的研發(fā)上也取得了進(jìn)展。這一消息是通過 2025 年 IEEE 國際固態(tài)電路會議議程發(fā)布透露的。2 月 19 日的第 30.1 屆會議第 65 頁的標(biāo)題為 “具有 5.6Gb/s/pin IO 的 28Gb/mm2 4XX 層 1Tb 3b/cell WF - Bonding 3D - NAND 閃存”，其中的論文由三星團(tuán)隊撰寫。這款 1 兆位 NAND 芯片的密度為 28 Gb/mm2，層數(shù)超過 400 層，采用三級單元 (3b) 格式，將成為三星 V - NAND 技術(shù)的第十代產(chǎn)品。第九代芯片采用雙串堆疊，有 2 x 143 層，有 TLC 和 QLC（4 位 / 單元）兩種格式。與第九代 V - NAND 支持高達(dá) 3.2 Gbps 的數(shù)據(jù)速度相比，新的 400 層以上技術(shù)速度提高了 75%，達(dá)到每針 5.6 Gbps。
其他廠商的技術(shù)現(xiàn)狀
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Kioxia 和西部數(shù)據(jù)的聯(lián)合開發(fā)團(tuán)隊也有成果。他們將報告一款 1Tbit 3D NAND 閃存，字線層數(shù)增加到 332 個，內(nèi)存密度高達(dá) 29Gbit/mm2，同樣采用 TLC 多值存儲方法，輸入輸出接口強(qiáng)大傳輸速度為 4.8Gbps。SK 海力士則開發(fā)出 2Tbit 3D NAND 閃存，將字線層數(shù)提升至 321 層，并采用 QLC 方式進(jìn)行多值存儲，編程速度為 75MB/s，對于 QLC 方法來說，這個速度表現(xiàn)出色。其輸入輸出接口強(qiáng)大傳輸速度為 3.2Gbps。在層數(shù)方面，目前生產(chǎn)層數(shù)最高的是SK 海力士，為 321 層，其次是三星電子，為 286 層，美光為 276 層。西部數(shù)據(jù)和鎧俠的 BiCS 工藝有 218 層，正在開發(fā) 300 多層的 BiCS 9 代。SK 海力士的 Solidigm 子公司憑借其 QLC 格式的 192 層技術(shù)，雖然剛剛宣布使用這種 3D NAND 推出一款高容量 122 TB SSD，但在層數(shù)上相對落后。中國的長江存儲也即將推出一款 300 層芯片。
更高容量存儲的可能性
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隨著技術(shù)的發(fā)展，更高容量的存儲需求成為可能。一些存儲供應(yīng)商一直在討論 256 TB 驅(qū)動器，三星現(xiàn)有的 QLC BM1743 SSD 容量為 61.44 TB，由 176 層構(gòu)建，這是其第七代 V - NAND。借助三星 V9 的 286 層和 V10 的 400 + 層，256 TB 甚至 512 TB 等更高容量成為可能，同時也為智能手機(jī)、車輛 ADAS 系統(tǒng)等提供更高容量嵌入式 SSD 創(chuàng)造了條件。
SK 海力士的技術(shù)探索與量產(chǎn)計劃
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據(jù)韓國媒體 TheElec 透露，SK 海力士一直在探索在超低溫下制造 3D?NAND的潛力，計劃于 2025 年量產(chǎn)超過 400 層的新一代產(chǎn)品。SK 海力士并未在自己的晶圓廠進(jìn)行測試，而是將測試晶圓送往東京電子（TEL），以測試后者最新的低溫蝕刻設(shè)備的性能。與通常在 0~30°C 下運(yùn)行的現(xiàn)有設(shè)備不同，這家日本晶圓廠設(shè)備制造商的新型蝕刻設(shè)備能夠在 - 70°C 下進(jìn)行高速蝕刻。TEL 新聞稿稱，其最新的內(nèi)存通道孔蝕刻技術(shù)僅用 33 分鐘便可實現(xiàn) 10 微米深的高深寬比蝕刻，與之前的技術(shù)相比，還可將全球變暖潛能值降低 84%。報道援引業(yè)內(nèi)人士的話稱，SK 海力士計劃在 321 層 NAND 中采用三層堆疊結(jié)構(gòu)，但在深通道孔蝕刻方面，實現(xiàn)均勻性是一項重大挑戰(zhàn)。借助 TEL 的新蝕刻設(shè)備，未來可能能夠制造出超過 400 層的 3D?NAND，即使是堆疊層數(shù)較少的結(jié)構(gòu)，也能讓內(nèi)存制造商通過簡化流程來降低成本。SK 海力士的目標(biāo)是生產(chǎn)超過 400 層的 3D?NAND產(chǎn)品，這些 NAND 芯片可能根據(jù)其性能采用單層或雙層堆疊結(jié)構(gòu)。
億配芯城?ICGOODFIND總結(jié)
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當(dāng)下，3D?NAND閃存技術(shù)發(fā)展受關(guān)注。億配芯城與ICGOODFIND認(rèn)為，行業(yè)企業(yè)應(yīng)關(guān)注其動態(tài)，把握市場變化，合理規(guī)劃業(yè)務(wù)。
