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nand门图标闪存颗粒到底是何物？浅析闪存及制程

发布时间 : 2024-10-07

作者 : 小编

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闪存颗粒到底是何物？浅析闪存及制程

如果用一个词来描述2016年的固态硬盘市场的话，那么闪存颗粒绝对是会被提及的一个关键热词。在过去的2016年里，围绕着闪存颗粒发生了一系列大事，包括闪存颗粒的量产引发固态涨价，闪存颗粒的制程问题引发的厂商竞争，以及“日经贴”般的MLC/TLC颗粒的优劣问题。

那么，到底什么是闪存颗？2D NAND和3D NAND之间又有哪些区别和联系？下面，我们一一来解读。

闪存颗粒到底是什么？

闪存颗粒，又称闪存，是一种非易失性存储器，即在断电的情况下依旧可以保存已经写入的数据，而且是以固定的区块为单位，而不是以单个的字节为单位。

根据用途和规格不同，闪存颗粒有很多不同的变种，今天我们主要讨论的是用于固态硬盘等存储设备中的、最为常用的NAND闪存颗粒。

NAND闪存颗粒，是闪存家族的一员，最早由日立公司于1989年研制并推向市场，由于NAND闪存颗粒有着功耗更低、价格更低和性能更佳等诸多优点，成为了存储行业最为重要的存储原料。

根据NAND闪存中电子单元密度的差异，又可以分为SLC（单层次存储单元）、MLC（双层存储单元）以及TLC(三层存储单元)，此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。

在这里我们就不再展开讨论了。

2D和3D闪存之间的区别和联系

在解释3D NAND之前，我们先得弄清楚2D NAND是什么，以及“2D”和“3D”的真实含义。

首先是2D NAND，我们知道在数学和物理领域，2D/3D都是指的方向，都是指的坐标轴，“2D”指的是平面上的长和宽，而“3D”则是在“2D”基础上，添加了一个垂直方向的“高”的概念。

由此，2D NAND真实的含义其实就是一种颗粒在单die内部的排列方式，是按照传统二维平面模式进行排列闪存颗粒的。

相对应的，3D NAND则是在二维平面基础上，在垂直方向也进行颗粒的排列，即将原本平面的堆叠方式，进行了创新。

利用新的技术(即3D NAND技术)使得颗粒能够进行立体式的堆叠，从而解决了由于晶圆物理极限而无法进一步扩大单die可用容量的限制，在同样体积大小的情况下，极大的提升了闪存颗粒单die的容量体积，进一步推动了存储颗粒总体容量的飙升。

同时，在业界，根据在垂直方向堆叠的颗粒层数不同，和选用的颗粒种类不同，3D NAND颗粒又可以分为32层、48层甚至64层 3D TLC/MLC颗粒的不同产品，这取决于各大原厂厂商的技术储备和实际选用的颗粒种类。

我们可以打个比方，来理解2D NAND和3D NAND技艺之间的区别和联系。

2D NAND就如同在一块有限的平面上建立的数间平房，这些平房整齐排列，但是随着需求量的不断增加，平房的数量不断井喷，可最终这块面积有限的平面只能容纳一定数量的平房而无法继续增加；

3D NAND则就如同在同一块平面上盖起的楼房，在同样的平面中，楼房的容积率却远远高于平房，因而它能提供更多的空间，也就是提供了更大的存储空间，而32层、48层以及64层，则就是这些楼房的高度，一共堆叠了多少层。

虽然，3D NAND技术能够在同等体积下，提供更多的存储空间，但是这项堆叠技术对于原厂制造商来说有着相当的操作难度，需要原厂有着相当的技术积累，因而目前能够掌握3D NAND技术的原厂公司十分少见，只有三星、美光等少数公司的3D NAND颗粒实现了量产和问世。

中国芯片大厂推出世界领先的232层3D NAND芯片！！

中国存储芯片企业江苏长江存储科技有限公司(YMTC)推出全球最先进的232层3D NAND芯片，引发了业内的高度关注。这一突破标志着中国在存储芯片技术领域取得重要进展，向着实现关键核心技术自主可控迈出了关键一步。本文将详细解析YMTC的232层3D NAND芯片，并探讨其对中国制造业的影响。YMTC的232层3D NAND芯片：中国存储技术的里程碑中国存储芯片企业江苏长江存储科技有限公司(YMTC)最近推出了全球最先进的232层3D NAND芯片，这一突破引起了业内的高度关注。YMTC的232层3D NAND芯片采用了该公司自主设计的Xtacking 3.0架构，刷新了商用NAND芯片的世界纪录。据数据显示，该芯片的密度高达19.8 Gb/mm2，是目前全球最高的。这一成就主要得益于YMTC在架构设计和工艺制程方面的持续创新与突破。

YMTC的技术进步：从128层到232层YMTC在存储芯片技术上已经取得多次重大进展。早在2021年，该公司就推出了128层TLC 3D NAND芯片，随后在2022年又推出了162层TLC 3D NAND芯片。这些不断增加的层数使得YMTC在存储密度方面取得了显著提升。而最新推出的232层3D NAND芯片更是将记录密度提升到了新的高度。从PLC到TLC再到QLC：技术升级加速存储密度提升除了层数的增加，YMTC还实现了从PLC到TLC再到QLC的技术升级，进一步提高了单位面积的存储密度。此次推出的232层3D QLC NAND芯片采用了四平面设计，而早期的3D TLC NAND采用了六平面设计。这种结构调整有助于进一步缩小芯片尺寸，提高集成度。同时，这两种芯片都采用了Xtacking 3.0架构和2400 Mb/s的接口速率，非常适合应用于高速固态硬盘。

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虽然YMTC的232层3D NAND芯片在技术上达到了全球领先水平，但技术的更新换代速度十分迅猛，中国存储芯片企业需要不断加强研发实力，跟上行业的发展步伐。展望未来，中国存储芯片企业有望在更多关键技术方面实现重大突破。以YMTC为例，他们在232层3D NAND芯片上取得的成功，是多年来持续投入研发的结果。中国政府对芯片产业的支持力度不断加大，加之中国作为全球最大的电子消费市场，为中国存储芯片企业提供了广阔的市场机遇。在“芯”字战略的引领下，中国芯片企业必将在技术创新和市场竞争方面取得更大突破，为国家科技进步和经济发展提供强大支撑。综上所述，YMTC推出的全球最先进232层3D NAND芯片标志着中国在存储芯片领域实现了重要的技术突破，彰显了中国存储芯片企业的实力和潜力。然而，中国存储芯片产业仍面临一些挑战，包括产量和成本控制的问题以及技术创新的持续推进。

为了实现可持续发展，中国存储芯片企业需要加大研发投入，提高产能和降低成本。同时，政府应继续加大对芯片产业的支持力度，为企业提供更好的创新环境和政策导向。在这个快速发展的行业中，中国存储芯片企业有着巨大的机遇和挑战，如何抓住机遇、应对挑战，将是决定其未来发展的关键。您对中国存储芯片产业的发展前景有何看法？

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