140层堆叠闪存时代即将到来!

2018-05-18 admin_ykcx 271

什么是3D NAND闪存?

3D NAND是英特尔和镁光的合资企业研发出来的一种新兴的闪存类型,通过把内存颗粒堆叠在一起来解决2D或平面NAND闪存带来的限制。从2D NAND到3D NAND就像平方到高楼大厦,所谓3D闪存就是2D闪存的例题堆叠。Intel曾经以盖楼为例介绍了NAND,普通的NAND是平房,那么3D NAND就是高楼大厦,建筑面积一下子变多了,理论上来讲可以无限堆叠,但是由于技术和材料限制,目前大多数3D NAND是64层的。

3D NAND不再像2D NAND那样只是简单的平面内堆栈,它还有VC垂直通道、VG垂直栅极等两种结构。

 

3D NAND闪存有什么优势?

新产品的诞生一定是为了弥补旧产品的不足,3D NAND的出现也是因为2D NAND无法满足人们的需求。NAND闪存不仅有SLC、MLC和TLC几种类型之分,为了提高其容量、降低成本,NAND的制造工艺也在不断进步,厚度开始不断降低。但NAND闪存和处理器还是有很大不同的,虽然先进的工艺带来了更大的容量,但是其可靠性和性能却在下降,因为工艺越先进,NAND的氧化成越薄,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,以至于在某个点之后完全抵消掉制造工艺带来的优势。

3D NAND将思路从提高制造工艺转移到了堆叠更多层数,这样就可以兼顾容量、性能和可靠性了。可以说3D NAND的未来一片光明。

 

3D NAND的未来

在日本巨型国际存储工作组(IMW)会议上,应用材料公司(Applied Materials)提出,预计到2020年,3D存储堆叠可以做到120层甚至更高,2021年可以达到140层以上,是目前主流64层的两倍还多。

层数的增加也就意味着对工艺、材料的要求会提高,要想达到140陈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,以前的32/36层3D NAND的堆栈厚度为2.5μm,层厚度大约70nm,48层的闪存堆栈厚度为3.5μm,层厚度减少到62nm,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。

目前,各家厂商都在3D NAND上加大力度研发,尽可能提升自己闪存的存储密度,此前SK海力士已经量产72层堆叠3D闪存,,东芝与西数宣布计划在今年内大规模生产96层堆叠的BiCS4芯片,并会在年底前发货。

至于谁能最先做到140层堆叠,我们就要拭目以待了。