一文让你看懂三星第五代V-NAND技术

转自 天极网

今年1月底，三星电子又发大招，推出采用第五代V-NAND技术的SSD产品——三星970 EVO Plus SSD。事实上，随着新一代3D NAND技术的不断成熟，速度更快的NVMe协议的SSD固态硬盘已经成为市场主流。

以前，我们见过的闪存多属于Planar NAND平面闪存，3D闪存则是立体堆叠的。打个比方，如果说普通NAND是平房，那么3D NAND则是高楼大厦。简单说，在3D NAND领域，谁堆叠的层数多，谁的产品性能就更先进。

众所周知，平面NAND闪存不仅有SLC、MLC和TLC类型之分，而且为进一步提高容量、降低成本，NAND的制程工艺不断进步。虽然更先进的制程工艺带来了更大的容量，但容量提升、成本降低的同时可靠性及性能都在下降。

与之相比，为提高NAND的容量、降低成本，存储厂商只需要堆叠更多的层数即可。

据悉，2bit MLC每cell单元存储2bit数据只需要一两打电子，3bit MLC(也就是TLC)的每个cell单元储存。随着制程工艺的不断革新，cell单元之间的干扰现象越来越严重。

三星的V-NAND不再追求缩小cell单元，而是通过3D堆叠技术封装更多cell单元，实现容量增多的目的。

传统上，SSD中使用的是浮栅极MOSFET(Floating gate MOSFET)，电子储存在栅极中，它相当于一个导体。这种晶体管的缺点是写入数据时，栅极与沟道之间会形成一次短路，这会消耗栅极中的电荷。

即每次写入数据，都要消耗一次栅极寿命。一旦栅极中的电荷没了，cell单元就相当于挂了，无法存储数据。

三星V-NAND闪存放弃浮栅极MOSFET，使用电荷攫取闪存(charge trap flash，简称CTF)设计。每个cell单元看起来更小了，但里面的电荷是储存在一个绝缘层而非之前的导体上，理论是没有消耗的。这种更小的电荷有很多优点，比如更高的可靠性、更小的体积。

据了解，使用CTF结构的V-NAND闪存被认为是一种非平面设计，绝缘体环绕沟道(channle)，控制栅极又环绕着绝缘体层。这种3D结构设计提升了储存电荷的的物理区域，提高了性能和可靠性。

相比传统的FG(Floating Gate，浮栅极)技术,三星NAND的电荷撷取闪存(charge trap flash，简称CTF)技术难度更小一点，因此这有利于加快产品量产。

目前，三星的3D V-NAND存储单元的层数(Layer)由2009年的2-layer逐渐提升至24-layer、64-layer，再到2018年的96-layer(层)。

参考资料：

1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/21967038

2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/48579501

3. https://news.mydrivers.com/1/273/273419.htm

长江存储年底量产64层堆栈3D NAND闪存，与国外差距缩小到2年

来源：超能网

前不久紫光公司推出的纯国产SSD的消息刷遍了网络，爆料称该系列SSD容量128GB到1TB，使用的是国产联芸科技的主控以及紫光自产的64层堆栈TLC闪存，P/E寿命可达1500次，这已经是相当高的水准了。不过爆料的紫光SSD也有很多蹊跷之处，紫光公司随后找媒体删除了相关报道，并不愿意声张此事。对国内NAND闪存来说，最有希望的还是长江存储公司，日前该公司联席CTO程卫华表示今年底量产64寸堆栈的3D NAND闪存，市场分析称这样一来国内的NAND闪存与国外的技术差距就从之前的三四年缩小到了两年左右。

这里要说一点，虽然都是紫光集团旗下，但是紫光存储跟长江存储并不是一回事，紫光存储就是那个做U盘、SSD及磁盘阵列的公司，主要做终端产品，长江存储虽然也算是紫光旗下的，不过这是紫光收购武汉新芯科技之后的公司，紫光控股，但公司还是独立运营的，他们主要是做NAND研发、生产，未来他们可能是紫光存储产品的NAND供应商，但紫光存储并不是只有长江存储的闪存可用，去年紫光存储跟英特尔达成了战略合作，推出的很多存储产品使用的其实是英特尔的闪存。

长江存储这边去年就已经研发成功了32层堆栈64Gb核心容量的的NAND闪存，并且少量生产用于U盘等产品，但32层64Gb容量的NAND闪存已经没有竞争力了，长江存储此前公布的目标是今年量产64层堆栈的3D NAND闪存。

日经新闻报道称，长江存储联席CTO程卫华日前在中国国际半导体技术大会表示该公司的生产正如期进行，与全球供应商的合作关系照旧。他说这番话的背景是因为另一家存储芯片厂商福建晋华因为合作火爆联电在台湾挖人而与美光公司交恶，惹上了侵权知识产权的麻烦，而晋华公司也被美国政府制裁，美国的半导体设备厂商不能再给福建晋华公司供应生产设备，导致公司运转停止。

程卫华表示该公司决不允许员工侵犯知识产权或者窃取其他公司机密，已要求公司员工签署承诺书，不能把非法资料带入公司。

此外，对于担心长江存储入局NAND闪存会带来产能过剩、低价竞争等问题，程卫华还表示公司不会大举扩产让市场供过于求。

长江存储今年的目标是量产64层堆栈的3D NAND闪存，Bernstein Research半导体分析师Mark Li表示如果64层堆栈NAND闪存量产，长江存储与国外厂商的技术差距可望从3、4年缩短到2年左右。

相关问答

NandFlash闪存颗粒中根据存储密度的差异可分为SLC、MLC、TLC和QLC四种,按照存储方式划分,NAND闪存已经发展了四代:第一代SLC(Single-LevelCell)每单元可.....

内存和NOR型闪存的基本存储单元是bit,用户可以随机访问任何一个bit的信息。而NAND型闪存的基本存储单元是页(Page)(可以看到,NAND型闪存的页就类似硬盘的扇...

2019年全球半导体市场凛冬将至,从以往的牛市转向了熊市,主要原因就是存储芯片价格不断下跌,其中DRAM内存芯片去年Q4季度才开始由涨转跌,不过NAND闪存比DRAM内...

不会。会在大容量SSD的道路上越走越黑。最终收获的将是硬盘市场大换血,SSD可靠性得到进一步认可,并将正式成为主流产品。不会。会在大容量SSD的道路上越走越...

从技术上讲,nand闪存不能低于20纳米。随着技术的不断发展,nand闪存的制程技术在近年来已经逐渐迈入了16nm、14nm甚至更小的节点。这是因为随着nand闪存芯片的...

随着64层堆栈3DNAND闪存的大规模量产,全球6大NAND闪存厂商今年都开始转向96层堆栈的新一代3DNAND,几家厂商的技术方案也不太一样,SKHynix给他们的新闪存起...

作为一个“周期性市场”,NAND闪存制造商们经历了多次的“繁荣与萧条”。尽管对于消费者来说,现阶段存储市场的价格走势很是喜人。但是对于制造商们来说,为了...

三星电子刚刚宣布,其已开始生产业界首批100层V-NAND闪存,并计划在企业级PCSSD上采用。这家韩国科技巨头称,基于256Gb3-bitV-NAND闪存的SSD,已开.....

我认为3DNAND比较好。它是英特尔和镁光的合资企业所研发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或者平面NAND闪存带来的限制。3dnand和tlc...

市面上常见的3dnand颗粒,分为TLCQLC颗粒两种,TLC颗粒的擦写次数大约为2000次,QLC颗粒大约为1000次,但实际,由于硬盘,容量的区别,二者的寿命通常都在八年...