什么是3D NAND閃存？

3D NAND是一種新興的閃存類(lèi)型，通過(guò)把存儲(chǔ)單元堆疊在一起來(lái)解決2D或平面NAND閃存帶來(lái)的限制。從2D NAND到3D NAND就像平房到高樓大廈，所謂3D閃存就是2D閃存的堆疊。Intel曾經(jīng)以蓋樓為例介紹了NAND，普通的NAND是平房，那么3D NAND就是高樓大廈，建筑面積一下子變多了，理論上來(lái)講可以無(wú)限堆疊，但是由于技術(shù)和材料限制，目前大多數(shù)3D NAND是64層的。

3D NAND不再像2D NAND那樣只是簡(jiǎn)單的平面內(nèi)堆棧，它還有VC垂直通道、VG垂直柵極等兩種結(jié)構(gòu)。

3D NAND閃存有什么優(yōu)勢(shì)？

新產(chǎn)品的誕生一定是為了彌補(bǔ)舊產(chǎn)品的不足，3D NAND的出現(xiàn)也是因?yàn)?D NAND無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求。NAND閃存不僅有SLC、MLC和TLC幾種類(lèi)型之分，為了提高其容量、降低成本，NAND的制造工藝也在不斷進(jìn)步，厚度開(kāi)始不斷降低。但NAND閃存和處理器還是有很大不同的，雖然先進(jìn)的工藝帶來(lái)了更大的容量，但是其可靠性和性能卻在下降，因?yàn)楣に囋较冗M(jìn)，NAND的氧化層越薄，其可靠性也就越差，廠商就需要采取額外手段彌補(bǔ)這一問(wèn)題，這必然會(huì)提高成本，以至于在某個(gè)點(diǎn)之后完全抵消掉制造工藝帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

3D NAND將思路從提高制造工藝轉(zhuǎn)移到了堆疊更多層數(shù)，這樣就可以兼顧容量、性能和可靠性了。可以說(shuō)3D NAND的未來(lái)一片光明。

3D NAND的未來(lái)

在日本巨型國(guó)際存儲(chǔ)工作組（IMW）會(huì)議上，應(yīng)用材料公司（Applied Materials）提出，預(yù)計(jì)到2020年，3D存儲(chǔ)堆疊可以做到120層甚至更高，2021年可以達(dá)到140層以上，是目前主流64層的兩倍還多。

層數(shù)的增加也就意味著對(duì)工藝、材料的要求會(huì)提高，要想達(dá)到140層堆疊就必須使用新的基礎(chǔ)材料。而且在堆疊層數(shù)增加的時(shí)候，存儲(chǔ)堆棧的高度也在增大，然而每層的厚度卻在縮小，以前的32/36層3D NAND的堆棧厚度為2.5μm，層厚度大約70nm，48層的閃存堆棧厚度為3.5μm，層厚度減少到62nm，現(xiàn)在的64/72層閃存堆棧厚度大約4.5μm，每層厚度減少到60nm，而到了140+層，堆疊厚度將增至大約8微米，每對(duì)堆疊層則必須壓縮到45-50nm，每升級(jí)一次堆棧厚度都會(huì)變成原來(lái)的1.8倍，而層厚度會(huì)變成原來(lái)的0.86倍。

目前，各家廠商都在3D NAND上加大力度研發(fā)，盡可能提升自己閃存的存儲(chǔ)密度，此前SK海力士已經(jīng)量產(chǎn)72層堆疊3D閃存，，東芝與西數(shù)宣布計(jì)劃在今年內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)96層堆疊的BiCS4芯片，并會(huì)在年底前發(fā)貨。

至于誰(shuí)能最先做到140層堆疊，我們就要拭目以待了。