232 层 3D 闪存芯片来了：单片容量 2TB，传输速度提高 50%

232 层 3D 闪存芯片来了：单片容量 2TB，传输速度提高 50%

232层3D闪存芯片到货，数据传输速率提升50%，容量可达2TB。

继上次首次推出176层3D NAND之后，广美最近又率先推出了全球首款232层NAND。

△图元微米科技

说起来，并不是美光一家在做这个和NAND层竞争的事情。

比如美光的老对手三星，相关研究中心也是把重点放在层数上:此前，三星在业内率先公布了第八代V-NAND的细节，堆叠超过200层。

那么，这种“高栈”能给芯片的性能带来多大的提升呢？

堆叠层就像盖大楼一样。

层数越高，NAND闪存的容量越大。

你可以打这样一个简单的比喻:

在一个过度拥挤的城市，这里的房地产很贵，向外扩张的成本很高。唯一的办法就是增加楼层来支撑不断增长的人口，这里的楼层相当于NAND楼层。

同样，停车场和一些基础设施主要位于建筑物下面，以提高空的效率，相当于底层CMOS层。

在更多层中堆叠NAND位单元阵列可以在每平方毫米的硅晶片上提供更多的存储位，从而实现更高的密度和更低的成本。

3D NAND将解决思路从单纯改进制造工艺转变为堆叠多层，成功解决了平面NAND在容量提升的同时性能下降的问题，实现了容量、速度、能效、可靠性的全方位提升。

△图元微米科技

与三星等其他竞争芯片相比，美光的新技术将单位面积的位密度提高了一倍，每平方毫米封装14.6Gb。

它的1TB芯片被捆绑在2TB的包装中，每个包装的边长不超过1厘米，可以存储大约两周的4K视频。

此外，Micron还改进了芯片的底层。底层CMOS层由逻辑等电路组成，负责控制读写操作，尽可能快速有效地获取芯片内外的数据。

美光优化了其数据传输路径，降低了芯片的输入输出电容，数据传输速率提高了50%，达到2.4 GB/s。

层的竞赛

NAND闪存进入3D时代以来，堆栈层数像摩天大楼一样越来越高，从最初的24/32层到现在的176层甚至232层。

楼层数是整个行业的竞争。三星、美光、SK海力士等企业都致力于楼层数的突破。

三星是NAND闪存的龙头企业，3D NAND源于三星。

2013年，三星设计了垂直堆叠单元的方法，将单元集中在一层(类似于高层公寓)。这也是全球首个3D单元结构“V-NAND”，当年可以实现24层堆叠。

此后，三星不断更新技术，拓展产业线，10年推出7代产品，维持在NAND闪存市场的地位。

2020年，三星推出了176层的第七代“V-NAND”。它采用了“双栈”技术。它不是一次蚀刻所有层，而是将它们分成两部分，一层一层堆叠起来。

因此，与100层的第六代V-NAND相比，第七代V-NAND的单位体积减少了35%。它可以在不增加高度的情况下将层数增加到176层，同时可以降低功耗，提高效率16%。

不过，虽然三星先公布了第八代V-NAND的细节，称其堆栈层数将超过200层，但美光这次率先量产了200+层的闪存。

值得一提的是，美光此次发布的232层3D闪存芯片中，NAND的堆栈技术并不是首创，而是像三星第七代一样采用了“双堆栈”技术。

即232层分为两部分，每部分116层。这些层的堆叠从又深又窄的孔开始，并由导体和绝缘体的交替层蚀刻。

然后用材料填充该孔，并对其进行处理以形成器件的位存储部分。并且蚀刻和填充穿过所有这些层的孔的能力是该技术的关键限制。

△图注:图元微米科技

目前国内芯片公司长江存储的第三代QLC 3D NAND闪存已经实现了128层堆栈。

对于层层较量，网友们也持非常乐观的态度:

增加层数几乎不会带来新的问题。

参考链接:

[1]https://spectrum . IEEE . org/micron-is-first-to-deliver-3d-flash-chips-than-200-layers

[2]https://news.ycombinator.com/item? id = 32243862

[3]https://ee . ofweek . com/2021-12/ART-8320315-8110-30538953 . html