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原厂技术到底哪家强?铠侠官宣162层3D NAND新技术

发布人: 澳门皇冠真人直营 来源: 澳门皇冠真人直营网站 发布时间: 2021-02-23 16:45

  新一代3D NAND技术已迎来新的战局,继美光和SK海力士在2020年底陆续推出新一代176层3D NAND之后,铠侠和西部数据也正式宣布推出162层3D NAND技术,三星也称将在2021年推出第七代V-NAND,再加上英特尔大力推广144层3D NAND,硝烟已四起。

  铠侠(Kioxia)与西部数据(Western Digital)宣布,开发出的第六代162层3D NAND技术,与第五代(112层3D NAND)技术相比,容量密度提高10%,应用程序性能上可改善近2.4倍,读取延迟上提高10%,I/O性能也可提高66%,满足当下传输速率日益增长的需求。

  更值得一提的是,铠侠和西部数据表示,新的162层3D NAND技术将使单个裸片尺寸减小40%,与上一代相比,每个Wafer晶圆生产的Bit量将增加70%。代表着铠侠和西部数据162层3D NAND技术将让每片Wafer晶圆产出更多Bit量的NAND Flash,从而也降低了单位Bit成本。

  铠侠和西部数据在提高3D NAND技术的同时,新工厂产能也呈增长之势,其在岩手县北上市新建成的K1工厂已在2020年开始少量投产,2021年将逐渐增加产量。此外,铠侠和西部数据也正在四日市存储器生产北侧新建Fab7工厂,第一阶段建设计划于2022年春季完成,在现有的K1工厂旁扩产K2厂区,计划2022年春季完成,待新工厂建成后,将可望量产162层3D NAND。

  美光是在2020年11月份宣布开始批量生产全球首个176层3D NAND Flash。与上一代128层3D NAND技术相比,将读取延迟和写入延迟改善了35%以上,基于ONFI接口协议规范,最大数据传输速率1600 MT/s,提高了33%,混合工作负载性能提高15%,紧凑设计使裸片尺寸减小约30%,每片Wafer将产生更多的GB当量的NAND Flash。

  美光新的176层3D NAND已在新加坡工厂量产,并已通过其Crucial消费类SSD产品线年推出基于该技术的新产品,瞄准5G、AI、云和智能边缘领域的增长机会,满足移动、汽车、客户端和数据中心领域不断增长的存储需求。

  SK海力士在2020年12月推出的新一代176层4D NAND,与上一代产品相比,Bit生产率提高了35%以上,从而实现了差异化的成本竞争力,读取速度比上一代加快了20%,同时数据传输速度也提高了33%,达到1.6Gbps。此外,SK海力士还将基于176层推出1Tb容量的4D NAND,进一步满足市场对大容量的需求,以及提高在NAND Flash市场中的竞争能力。

  SK海力士计划在2021年中先基于176层4D NAND推出移动解决方案产品,最大读取速度将提高70%,最大写入速度提高35%,再计划推出消费类和企业级SSD产品,以拓展其产品应用市场,提高竞争力。

  美光、SK海力士、铠侠、西部数据均已推出了第二代100层以上的3D NAND技术,三星虽然未公开发布第七代V-NAND,也曾表示将在2021年量产第七代V-NAND,并使用“双堆栈”技术,但具体堆叠层数并未透露。

  不过,三星也强调,采用“双堆栈”技术,不仅更具技术竞争力,3D NAND也有望堆叠层数达到256层,是否是第七代NAND,还未可知。

  英特尔最新的144层QLC在容量密度上较96层QLC再度提升约50%,144层QLC单颗Die容量可达1Tb,基于该新技术,英特尔面向数据中心推出的U.2规格的PCIe SSD新品容量超过30TB,消费类市场也发布了SSD新品。

  此外,长江存储武汉存储器一期产能正在快速爬坡中,以及积极的扩大本土市场应用,同时存储二期项目也已开工建设,持续扩大产能。

  3D NAND技术发展已经经历了大约7、8年发展历程,最早是三星推出初代24层堆叠的3D NAND,再到最新的176层3D NAND,进展速度可谓迅猛。3D NAND技术的发展,带来的是单位Bit容量的升级,单位GB成本也将随之降低,从而推出更大容量的UFS、SSD等产品,性能、功耗也将有明显的改善。

  未来3D NAND技术突破200层、300层,甚至500层,都将有可能,那么3D NAND技术是否会有瓶颈?

  从原厂3D NAND技术发展来看,三星、铠侠、西部数据、美光、SK海力士、英特尔等在100层以下保持着相似的堆叠层数,而超过100层堆叠之后,各家原厂3D NAND在堆叠层数上有了明显的差异,出现了128层、112层、144层、162层、176层等堆叠的3D NAND,其根本原因在于堆栈设计的不同,这也将是未来3D NAND堆叠层数持续性发展的关键。

  据悉,美光176层3D NAND部件是使用2个88层平台的字符串堆叠(string stacking )构建的512Gbit TLC芯片,三星也曾在介绍第七代V-NAND技术时表示,第七代V-NAND使用“双堆栈”技术,而三星在128层工艺节点,采用的是“单堆栈”技术生产3D NAND,若采用“双堆栈”技术,不仅更具技术竞争力,3D NAND也有望堆叠层数达到256层,甚至有原厂开始采用三层堆栈技术。

  当前原厂最新3D NAND技术可谓各有千秋,而随着5G、AI、物联网等技术的发展,手机、电脑、智能家居等智能电子终端产品对存储的需求不仅仅是对存储容量需求的增加,对性能、功耗等需求也提高。因此,也不能从3D NAND层数的角度单一衡量,NAND Flash设计更需要综合考虑层数、存储单元间距、单元厚度、性能、效益等,这也是市场竞争的要素。

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