根據(jù)Kedglobal的報(bào)道，世界上最大的存儲(chǔ)芯片制造商三星電子公司將在本月晚點(diǎn)開始批量生產(chǎn) 290 第九代樓層垂直 (V9) NAND 芯片，以引導(dǎo)行業(yè)向高堆疊高密度閃存過渡的競(jìng)爭(zhēng)者發(fā)展。業(yè)內(nèi)人士周四表示，隨著人工智能時(shí)代對(duì)高性能和大型存儲(chǔ)設(shè)備需求的增加，這家韓國(guó)芯片制造商也計(jì)劃明年推出。 430 層 NAND 芯片。

NAND 閃存是一種非易失性存儲(chǔ)芯片，即使斷電也可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。用于智能手機(jī)，USB 驅(qū)動(dòng)裝置和服務(wù)器等設(shè)備。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查公司 Omdia 預(yù)估，NAND 閃存市場(chǎng)在 2023 年降低 37.7% 之后，預(yù)計(jì)今年會(huì)有所增長(zhǎng) 38.1%。為了在快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)中占據(jù)一席之地，三星發(fā)誓要大力投資 NAND 業(yè)務(wù)。

自 2002 今年到現(xiàn)在，三星一直都是 NAND 市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。

近年來，為了在開發(fā)先進(jìn)的芯片堆疊技術(shù)以降低成本和提高性能的競(jìng)爭(zhēng)中擊敗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，各大芯片制造商都在玩“膽小鬼游戲”。隨著人工智能芯片的推理，它是基于 NAND 存儲(chǔ)設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，這就需要大容量的存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)和處理圖像和視頻。

更高密度的 NAND 芯片將加速人工智能引擎和大數(shù)據(jù)分析等數(shù)據(jù)密集型環(huán)境和工作負(fù)載。 5G 智能化手機(jī)，增強(qiáng)容量可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)應(yīng)用程序的更快啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換，從而創(chuàng)造更加敏銳的移動(dòng)感覺和更快的多任務(wù)處理。

三星作為領(lǐng)頭羊，自然不會(huì)安于現(xiàn)狀。

今年290層，明年430層。

據(jù)報(bào)道，V9 NAND是繼三星目前旗艦236層V8閃存產(chǎn)品之后的尖端產(chǎn)品，面向大型企業(yè)服務(wù)器、人工智能和云設(shè)備。據(jù)消息人士透露，V9 NAND 最重要的是，三星使用了它的雙棧。（double-stack）技術(shù)。

三層疊疊是由于技術(shù)限制。（triple-stack ）或三層模塊（triple-level cell ）一般認(rèn)為技術(shù)是制造約束 300 層狀芯片是最常用的方法。根據(jù)市場(chǎng)研究公司TechInsights Inc.三星預(yù)計(jì)明年下半年將推出430層第10代NAND芯片。據(jù)消息人士透露，三星有望采用三重堆疊技術(shù)制作V10。 NAND閃存。

三星電子一直致力于堆疊最少的層數(shù)。SK海力士和美光科技有限公司采用72層雙堆技術(shù)，而三星電子采用128層單堆技術(shù)。

三星高管多次表示，該公司的目的是達(dá)到目的。 2030 年開發(fā)超出 1,000 層 NAND 為了實(shí)現(xiàn)更高的密度和存儲(chǔ)能力，芯片。

去年八月，《首爾經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》報(bào)道稱，三星將擁有它。 300 層以上的 V-NAND（V 代表垂直或 3D NAND）芯片，準(zhǔn)備于 2024 每年投入生產(chǎn)，所以可能比較。 SK 海力士領(lǐng)先一年之多，具體時(shí)間取決于三星能交付多久。那時(shí)候三星最前沿的堆疊NAND是236層商品，比美光和長(zhǎng)江多了四層，但是比SK海力士少了兩層。

報(bào)告進(jìn)一步指出，與SK海力士將采用三層堆棧的方式不同，三星顯然會(huì)堅(jiān)持雙層堆棧，這意味著三星的目的是每個(gè)堆棧超過150層NAND。就良率而言，這似乎是一個(gè)很大的風(fēng)險(xiǎn)。堆疊越高，堆疊越有可能失敗，但也許三星已經(jīng)找到了解決這個(gè)潛在問題的辦法。

因?yàn)楝F(xiàn)代 3D NAND 依靠硅通孔，相比過去的引線鍵合技術(shù)，更容易制造出更密集的堆疊。但即便如此，這對(duì)三星來說似乎也是一個(gè)很大的風(fēng)險(xiǎn)。如上所述，三星的路線圖要求 2030 年推出 1000 層以上的 V-NAND 商品，但是這條路似乎還是漫長(zhǎng)而復(fù)雜的。

其它巨頭的堆疊技術(shù)混戰(zhàn)

如上所述，除三星外，其它NAND巨頭也參加了堆疊層數(shù)比賽。

首先，我們來看看SK海力士。據(jù)報(bào)道，全球第二大內(nèi)存芯片制造商公司計(jì)劃在明年年初開始使用其三堆棧技術(shù)生產(chǎn) 321 層 NAND 商品。

該公司于去年8月在加利福尼亞州圣克拉拉舉行的閃存峰會(huì)上展示了321層四維(4D)NAND樣品。SK 海力士說要來了 2025 量產(chǎn)于年上半年開始 1 太比特 (Tb) 三層模塊 (TLC) 4D NAND 閃存。這家公司說，和 238 層、512 Gb 4D NAND 芯片相比，321 層 NAND 生產(chǎn)率有所提高 59%。

SK Hynix 使用 1 Tb 3D TLC 器件展示其 321 層 3D NAND 生產(chǎn)過程的實(shí)力也許是個(gè)好運(yùn)氣，這家公司準(zhǔn)備在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上建設(shè)高容量。 3D 設(shè)備。與現(xiàn)有的工藝節(jié)點(diǎn)相比，這種潛力意味著每個(gè)比特的成本都在下降。這樣可以提高容量。 SSD 和其它基于 3D NAND 閃存存儲(chǔ)設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。

SK 海力士 NAND 開發(fā)主管 Jungdal Choi 他在去年的一次演講中說：“另一個(gè)突破是通過處理堆疊來限制的，SK 海力士將開啟 300 層以上 NAND 時(shí)代引領(lǐng)市場(chǎng)?！半S著高性能、大空間NAND的適時(shí)推出，我們將努力滿足AI時(shí)代的要求，不斷引領(lǐng)創(chuàng)新。 ”Chi接著說。

SK海力士最近兩年很少詳細(xì)討論未來的NAND計(jì)劃，但是在2021年的一次分享中， SK 海力士表示，公司認(rèn)為，通過將層數(shù)增加到一定程度 600 層次以上，可以繼續(xù)改進(jìn)。 3D NAND 芯片容量。但是，通過增加層數(shù)，SK Hynix（以及其它 3D NAND 制造商)將不得不繼續(xù)使層變薄，NAND 該模塊較小，并引入新的介電材料，以保持電荷均勻，從而保持可靠性。該公司已成為原子層沉積領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一，因此其下一個(gè)目標(biāo)之一是實(shí)施高深度寬比 (A/R) 觸碰 (HARC) 蝕刻技術(shù)。此外，對(duì)于 600 多層，它可能要學(xué)會(huì)如何串多個(gè)晶圓。

再次看到美光，根據(jù)之前的報(bào)道，美光已經(jīng)發(fā)展成發(fā)展。 500 多層路線圖。

如圖所示，美光也是雙堆棧技術(shù)的支持者，具體而言，這項(xiàng)技術(shù)是指將兩項(xiàng) 3D NAND 芯片一步一步堆疊，也就是所謂的“串堆疊”。這解決了半導(dǎo)體制造的困難，例如，隨著層數(shù)的增加，蝕刻穿過層定位孔。隨著孔的深度加深，這種孔的側(cè)面可能會(huì)變形，從而阻礙 NAND 正常運(yùn)行模塊。

美光說，它的重點(diǎn)是， QLC(4bits//cell）NAND，但是沒有提到通過PLC(五級(jí)模塊)將模塊位數(shù)提高到 5 個(gè)人，西部數(shù)據(jù)正在研究中。 PLC，Soldigm 正在開發(fā) PLC。這是因?yàn)槊拦夤境种?jǐn)慎態(tài)度，而非因?yàn)樗J(rèn)為美光公司持謹(jǐn)慎態(tài)度， PLC NAND 拒絕它是不可行的。

在之前的報(bào)道中，鎧俠披露了1000層信息。根據(jù)Xtech Nikkei報(bào)道，Kioxia 首席技術(shù)官 (CTO) Hidefumi Miyajima 表示，該公司計(jì)劃到 2031 年度批量生產(chǎn)超過 1,000 層 3D NAND 存儲(chǔ)器。

如今，Kioxia 最好的 3D NAND 設(shè)備是第八代 BiCS 3D NAND 存儲(chǔ)器， 具有 218 個(gè)有源層和 3.2 GT/s 接口（于 2023 年 3 月亮首次推出)。這一代介紹了一種新穎的CBA(CMOS直接與陣型鍵合)架構(gòu)，該架構(gòu)涉及獨(dú)立制造3D，采用最合適的生產(chǎn)工藝。 晶圓和I/NAND模塊O CMOS晶圓并將它們鍵合在一起。因此，產(chǎn)品具有強(qiáng)化的位置密度和優(yōu)化性。 NAND I/O 這樣就保證了內(nèi)存可以用來構(gòu)建最好的。 SSD。

與此同時(shí)，Kioxia 并制造合作伙伴 Western Digital 尚未披露 CBA 具體的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，例如 I/O CMOS 是否包含額外的晶圓 NAND 外部電路(如頁(yè)面緩沖器、讀取放大器和電荷泵)。通過各自的生產(chǎn)存儲(chǔ)單元和外圍電路，制造商可以為每個(gè)部件使用最高效的生產(chǎn)技術(shù)。隨著行業(yè)向串堆等方式的發(fā)展，制造商將獲得更多的優(yōu)勢(shì)，串堆（string stacking）肯定會(huì)用于 1,000 層 3D NAND。

3D NAND 技術(shù)路線圖

如上所述，不同的制造商對(duì)NAND未來的發(fā)展有不同的解決方案。今年3月，Techinsights在業(yè)內(nèi)知名機(jī)構(gòu)中分享了3D NAND 技術(shù)性路線圖。

Techinsights說，三星將會(huì) V7 將單層結(jié)構(gòu)改為雙層結(jié)構(gòu)， 2D 模塊外圍設(shè)計(jì)改為模塊外圍設(shè)計(jì)。 (COP：cell-on-periphery) 整合。V8已經(jīng)在三星向市場(chǎng)發(fā)布。 236L 1 Tb TLC商品，這是他們的第二個(gè)COP結(jié)構(gòu)。

去年，我評(píng)論說，他們可能會(huì)多一個(gè)。 300L 下面的節(jié)點(diǎn)，例如 n 1 的 280 或 290 層商品。所以，三星現(xiàn)在擁有它 280L V9 COP V-NAND。另外，三星仍然是128L 添加適合990的V6。 EVO的133L V6 Prime版本，也就是所謂的V6P。133L是單甲板，沒有COP結(jié)構(gòu)。（single deck ）?？傞T數(shù)為 133 個(gè)，有效字線數(shù)量來自 128 個(gè)增加到 133 個(gè)，速度增加到 1600 MT/s，512 Gb 芯片上有兩個(gè)平面，每個(gè)平面上有兩個(gè)子平面。下一代V10將采用與KIOXIAI相似的方法。 218L CBA和YMC 混合鍵合技術(shù)，Xtacking商品。

維持BiCS結(jié)構(gòu)的KIOXIA和WDC，市場(chǎng)上的大部分產(chǎn)品仍然是第五代112L。去年，我們終于購(gòu)買了162L。 第六版BiCS。BiCS6 162L 也許是一種有風(fēng)險(xiǎn)的商品，也許不會(huì)持續(xù)太久?？滓研妓麄儗⒗@過他們。 BiCS 相反，第七代，即將推出。 BiCS 第八代將有 218 而且正在開發(fā)的下一個(gè)將會(huì)有層， 284 層。如果3xx層開發(fā)進(jìn)展順利，284L將采用兩塊晶圓的混合鍵合技術(shù)，284L將再次繞過。

美光將 128L 的 FG CuA 集成更改為 CTF CuA 從那以后，他們一直領(lǐng)先于其他競(jìng)爭(zhēng)者，并向市場(chǎng)推出。 176L 和 232L 商品。美光正在發(fā)展 Gen7，這是一種2XX層商品， 比300L 低，類似于三星280L。美光有可能不存在 300 在層層設(shè)備的情況下進(jìn)軍 400 層器件。我知道Solidigm 144L QLC NAND由三層組成，這意味著三重48L結(jié)構(gòu)。下一代 192L QLC 該設(shè)備于去年發(fā)布并進(jìn)行了分析。接下來將是230L分層QLC。；但是，由于SK海力士指導(dǎo)的NAND業(yè)務(wù)計(jì)劃不確定，他們的計(jì)劃可能會(huì)發(fā)生變化。

持續(xù)4D的SK海力士 PUC結(jié)構(gòu)。2024年SK海力士V7 176L繼續(xù)，238L V8 4D PUC量產(chǎn)商品很快就會(huì)在市場(chǎng)上得到廣泛的應(yīng)用。它已于去年發(fā)布 321 層 V9 4D PUC 樣品，下一個(gè)可能會(huì)有另外一個(gè)。 3yy 層，比如 400 層以下的 370 或 380 層上下。

MXIC已經(jīng)為市場(chǎng)提供了第一代3D NAND芯片，例如Nintendoo 48LSwitch 3D NAND芯片。目前我們正在購(gòu)買零件。MXIC正在開發(fā)第二代96L。

過了兩三年，我們也許可以看到超過500層的3D NAND商品，即使五年后也能看到超過600層或700層的封裝解決方案，選擇更加先進(jìn)和優(yōu)化的混合鍵合技術(shù)。

參考鏈接

https://www.kedglobal.com/korean-chipmakers/newsView/ked202211080005

https://www.tomshardware.com/pc-components/ssds/kioxia-aims-to-mass-produce-1000-layer-3d-nand-by-2031-quadruple-the-current-number-of-layers

https://library.techinsights.com/reverse-engineering/blog-viewer/1844417?utm_source=Website&utm_medium=Platform&utm_content=Memory 3D NAND Roadmap&utm_campaign=Roadmaps#name=Memory%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%

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