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3D NAND堆叠层数越来越高 对闪存的价格有什么影响?

日期: 2020-04-11
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近段时间,除了聚焦海外“疫情”,三星、美光等128层的3D NAND技术发展备受关注。从2013年的24层3D NAND,发展到如今的128层,甚至有业界人士预计在未来5年内,3D NAND堆叠层数将达到500层,10年内将可达到1000层。3D NAND层数越来越高,对存储技术的发展的有什么作用?对闪存、SSD的又会有什么样的影响?

 

要聊3D NAND闪存价值,宏旺半导体带大家快速回顾一下NAND的发展史。NAND是非易失性闪存存储器,所谓的非易失性可以简单的理解为——在断电的情况下数据不会丢失,会保持长期的存储。

 

就像机械硬盘提高容量密度主要靠增加碟数一样,增加堆栈的层数,也是NAND闪存提高密度的主要手段。随着人们需求的不断增加,受到有限宽度和长度尺寸内容纳存储器单元的限制。2D NAND容量已达到其开发的极限,利用2D NAND很难在SSD容量方面上继续增加。于是,3D NAND应运而生。3D NAND可带来更好的性能,更低的成本以及更高的密度。

3D NAND层数5年内将达到500层?宏旺半导体一文分析3D NAND的发展及用处

  

据宏旺半导体了解,3D NAND技术在现在广泛被使用,其设计与2D NAND 相反,储存器单元不在一个平面内,而是一个堆叠在另一个层之上,以这种方式每颗晶片的储存容量可以显著增加,而不必增加晶片面积或者缩细单元,使用3D NAND 可以实现更大的结构和单元间隙,这有利于增加产品的耐用性。

 

但是,3D NAND技术也意味着,增加存储空间就需要不断的增加堆叠层数。而层数的增加也意味着对工艺、材料的要求会提高,要想达到更高的层数堆叠就必须使用新的基础材料。而且在堆叠层数增加的时候,存储堆栈的高度也在增大,然而每层的厚度却在缩小,现在的64/72层闪存堆栈厚度大约4.5μm,每层厚度减少到60nm,而到了140+层,堆叠厚度将增至大约8微米,每对堆叠层则必须压缩到45-50nm,每升级一次堆栈厚度都会变成原来的1.8倍,而层厚度会变成原来的0.86倍。

 

3D NAND闪存带来的最直接的价值,就是能够提供容量的更大的闪存给用户使用,近几年来许多大厂纷纷投入3D NAND的研发。当然,3D NAND也有着自己的劣势,随着先进的工艺带来的更大的容量,3D NAND的可靠性和稳定性以及性能方面都在下降,因为工艺越先进,NAND的氧化层越薄,其可靠性也就越差,厂商就需要采取额外手段弥补这一问题,这必然会提高成本。

 

堆叠层数的提高,毫无疑问将实现容量的提高以及单位成本的降低,也会在很大程度上对NAND闪存的价格产生影响。长期来看,闪存降价似乎是必然的。但由于疫情的影响,尽管消费级产品的需求出现疲软,一些品牌的SSD产品价格已经开始下降,但因为供不应求,总体来说闪存价格还是一直在持续上涨。

 3D NAND层数5年内将达到500层?宏旺半导体一文分析3D NAND的发展及用处

在这样的背景下,以宏旺半导体为代表的民族企业,加大研发投入,坚持自主创新,在嵌入式存储的基础之上,2.5寸、mSATA、M.2 NGFF 、M.2 NVME等不同的SSD,覆盖SATA、PCIe两种主流接口,产品具有高速低耗、抗震稳定、FW更新、PCIe BGA等优点,并且能响应专属的客制化需求,力争在产能供应保障上获得自身的优势。从目前NAND Flash出货容量来看,存在巨大成长空间。尽管国产厂商NAND技术与国际厂商还存在差距,但国产存储器企业也一直都在进步。

 

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