存储“芯”发展 剖析3D NAND闪存市场现状
上个月底武汉新芯科技主导的国家级存储器产业基地正式动工,在大基金的支持下该项目将投资240亿美元建设国内最大、最先进的存储器芯片基地。应该注意的是国内公司这次进军存储芯片的起点不低,新建的12寸晶圆厂投产后直接生产3D NAND闪存,这可是当前闪存市场的大热门,来势凶猛。那么3D NAND闪存市场现在到底是个什么样呢?
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从三星的840系列硬盘再到Intel刚发布的DC P3520硬盘,三星、SK Hynix、东芝/闪迪、Intel/美光这四大NAND豪门都已经涉足3D NAND闪存了,而且可以预见这种趋势还会继续下去,越来越多的闪存及SSD硬盘都会转向3D NAND技术。今天的超能课堂中我们就简单说下3D NAND闪存,汇总一下目前四大NAND豪门的3D NAND闪存的规格及特色。
什么是3D NAND闪存?
从新闻到评测,我们对3D NAND闪存的报道已经非常多了,首先我们要搞懂什么是3D NAND闪存。
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从2D NAND到3D NAND就像平房到高楼大厦
我们之前见过的闪存多属于Planar NAND平面闪存,也叫有2D NAND或者直接不提2D的,而3D 闪存,顾名思义,就是它是立体堆叠的,Intel之前用盖楼为例介绍了3D NAND,普通NAND是平房,那么3D NAND就是高楼大厦,建筑面积一下子就多起来了,理论上可以无限堆叠。
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3D NAND与2D NAND区别
3D NAND闪存也不再是简单的平面内存堆栈,这只是其中的一种,还有VC垂直通道、VG垂直栅极等两种结构。
3D NAND闪存有什么优势?
在回答3D NAND闪存有什么优势的时候,我们先要了解平面NAND遇到什么问题了——NAND闪存不仅有SLC、MLC和TLC类型之分,为了进一步提高容量、降低成本,NAND的制程工艺也在不断进步,从早期的50nm一路狂奔到目前的15/16nm,但NAND闪存跟处理器不一样,先进工艺虽然带来了更大的容量,但NAND闪存的制程工艺是双刃剑,容量提升、成本降低的同时可靠性及性能都在下降,因为工艺越先进,NAND的氧化层越薄,可靠性也越差,厂商就需要采取额外的手段来弥补,但这又会提高成本,以致于达到某个点之后制程工艺已经无法带来优势了。
相比之下,3D NAND解决问题的思路就不一样了,为了提高NAND的容量、降低成本,厂商不需要费劲心思去提高制程工艺了,转而堆叠更多的层数就可以了,这样一来3D NAND闪存的容量、性能、可靠性都有了保证了,比如东芝的15nm NAND容量密度为1.28Gb/mm2,而三星32层堆栈的3D NAND可以轻松达到1.87Gb/mm2,48层堆栈的则可以达到2.8Gb/mm2。
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3D NAND闪存在容量、速度、能效及可靠性上都有优势
传统的平面NAND闪存现在还谈不上末路,主流工艺是15/16nm,但10/9nm节点很可能是平面NAND最后的机会了,而3D NAND闪存还会继续走下去,目前的堆栈层数不过32-48层,厂商们还在研发64层甚至更高层数的堆栈技术。
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