您当前的位置:主页 > 香港神码论坛 >
香港神码论坛
铠侠谈 3D NAND 闪存技术的未来
时间: 2021-09-29

  赛马会一码三中三,熟悉存储行业的读者应该知道,东芝公司的舛冈富士雄在 1987 年发明了 NAND 闪存。而后,这种存储产品便在市场上蓬勃发展,到了智能手机时代,NAND Flash 更是大放异彩。

  一方面,虽然智能手机短期走弱是不争的事实,但从长期看来,在 5G 的推动下,智能手机的闪存需求量还将继续增长;另一方面,疫情的出现改变了人们工作生活的方式,加上当前的科技发展浪潮,数据中心的需求必将水涨船高,这势必会带动闪存的需求;第三,随着汽车往更高级别的自动驾驶演进,自不然会有更高容量的闪存需求。

  这也是铠侠看好的三大存储机遇。作为行业领先的专家,他们已经在产能和技术方面做好了全方位的规划。

  首先看技术方面,这是铠侠赖以生存的根本。只要拥有了这些,铠侠才有面向未来的底气。而要谈铠侠的闪存技术,BiCS 是必然不能错过的,因为这是铠侠一切闪存技术的基础。

  官方资料显示,这是他们在 2007 年推出的 3D 闪存技术。而到了今年五月,则升级到了第六代。据介绍,这是一个 162 层的 3D 闪存技术。是他们迄今为止密度最高、最先进的 3D 闪存技术,采用了广泛的技术和制造创新。

  这款第六代 3D 闪存具有超越传统八列存储孔阵列的先进架构,与第五代技术相比,平面单元阵列密度最多提高了 10%。这种平面方向上的细微化技术进步与 162 层垂直堆叠相结合,裸片尺寸与 112 层堆叠技术相比减少 40%,从而优化了成本。

  铠侠和西部数据团队还应用了 Circuit Under Array CMOS 配置和 4Plane 操作,与上一代相比,这两项技术在写性能方面提高了近 2.4 倍,在读取延迟方面缩短了 10%。此外,I/O 性能也提高了 66%,使下一代接口能够支持不断增长的对更快传输速率的需求。

  总体而言,与上一代相比,新的 3D 闪存技术降低了每比特成本,并且将每片晶圆可制造的比特数提高了 70%。铠侠和西部数据将继续推动创新,确保持续细微化以满足客户及其多样化应用的需求。

  从铠侠 BiCS,或者三星、美光还是英特尔的 3D 闪存的发展看来,现在厂商都已经在追求更高的层数,从垂直方向发展闪存。但正如铠侠方面所说,虽然有行业专家指出 3D 闪存可以堆叠到 1000 层,但他们随着堆叠层数的增加,制造闪存的成本和时间会提升。为此他们也开始探索往横向发展 3D 闪存。

  铠侠株式会社技术执行官柳茂知在闪存峰会的演讲上也表示: 部分人可能认为堆叠层数是 3D NAND 容量增长的最重要参数,但是其实并不完全正确,没有必要以厚度增加为代价一味增加堆叠层数。 他进一步指出,铠侠也十分注重平面密度提升。 一直到 BiCS 5 闪存芯片,铠侠都是采用 CNA 结构,即 CMOS 电路布置在存储阵列旁边,因为这种结构可以最大程度缩短生产时间,优化晶圆厂产出。 柳茂知强调。

  但来到 BiCS6 162 层闪存芯片中,铠侠开始采用 CMOS 电路配置在存储阵列下方的 CUA 结构。据了解,这种设计的芯片厚度会大于 CAN 结构,但铠侠表示,从单片晶圆中产出的芯片数量的增加可以弥补生产时间变长的影响。面向未来铠侠后续还将引入 CBA 结构,即 CMOS/存储阵列键合,存储阵列和周边电路会分别生产。最终,将两片晶圆键合在一起以形成一个存储器芯片。

  除此以外,PLC 和 Twin BiCS 也是铠侠提升平面存储密度的重要途径。

  至于 Twin BiCS,则是铠侠在 2019 年推出一个闪存新技术。据介绍,这是全球首个 3D 半圆形分裂浮栅极闪存单元。其使用的技术主要有半圆形、分裂、浮栅极,简单来说就是将传统的浮栅极分裂为两个对称的半圆形栅极,利用曲率效应提高闪存 P/E 编程 / 擦除过程中的性能。

  在学术会议上,铠侠还谈到过一个叫做晶圆级 SSD 的设想,希望能够用生产出来的整个晶圆当做 SSD 硬盘用。

  但我们必须强调一下,铠侠上述的设想都是他们对于技术未来的设想,现在只是处于最初始的阶段。但透过这些 异想天开 ,我们看到了闪存的无限可能。

  基于上述闪存技术和产品,铠侠打造了面向智能手机和数据中心等市场的丰富产品线。例如面向智能手机有 UFS 系列产品;面向企业级应用有 SAS SSD、PCIE Gen 4 SSD、EDSFF E3S 和 E1S SSD 和低延迟 SSD。铠侠还将推出今年第四季度推出支持 PCIe Gen5 及 EDSEF E3.S 接口的企业级 SSD — CD7 系列;面向汽车市场,除了规划了 UFS 产品以外,铠侠方面表示,为了满足汽车更高的容量需求,公司正在与合作伙伴探讨 SSD 在汽车上的应用。

  有了领先的产品固然重要,但是否有适当的产能规划则是存储企业能够腾飞的关键。而他们也的确面向现在的市场现状和趋势做好了充分的准备。

  根据闪存市场 ChinaFlashMarket 数据,今年上半年,铠侠约占全球 NAND Flash 市场份额 19%,排名第二。从铠侠技术执行官柳茂知早前在闪存峰会上的介绍我们得知,这些闪存芯片大多数是在日本四日市(Fab N-Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 五栋无尘厂房)和岩手县北上市(K1)生产的。

  据《日刊工业新闻》在今年五月披露,铠侠预计将投资高达约 2 兆日圆(约 183.7 亿美元)来提高 3D NAND 的产能。当中包括在岩手县北上市新建 K2 工厂,估计其规模可能将是 K1 厂房的 2 倍,计划 2023 年开始营运。此外,铠侠在日本四日市也正在新建 Fab7 工厂,该工厂的建设分为两个阶段,第一阶段的建设计划于 2022 年春季完成,用于生产先进的 BiCS FLASH。

  正如铠侠所说,存储是一个有周期性的产品。但从现状看来,他们似乎已经运筹帷幄。


友情链接:
Copyright 2018-2021 主页 版权所有,未经授权,禁止转载。