MLC与TLC同根生,Intel 3D NAND技术大揭秘
现在每一个闪存厂家都在向3D NAND技术发展,我们之前也报道过Intel 3D NAND的一些信息,昨天5月14日,Intel & Richmax举办了一场3D Nand Technical Workshop技术讲解会,在会议上Intel的技术人员给在场人员具体的讲解了Intel 3D NAND的计划以及一些技术上的细节。
3D NAND的好处自然就是能够比现在的闪存提供功能大的存储空间,存储密度可以达到现有闪存的三倍以上,未来甚至可以做出10TB以上的2.5寸SSD出来。另外还有一个重要特性,就是(每单位容量)成本将会比现有技术更低,而且因为无需再通过升级制程工艺、缩小cell单元以增加容量密度,可靠性和性能会更好。
Intel在现在2D NAND时代是没有做TLC闪存的,但是在即将到来的3D NAND时代,Intel将推出自己的TLC闪存,另外还有一个非常重要的就是,TLC与MLC其实都是同一块芯片,这点和现在三星的3D NAND差不多,Intel的客户可以根据自己的需求选择闪存是工作在MLC模式还是TLC模式。在MLC模式下每Die容量是256Gb,而TLC模式下每Die容量是384Gb。
Intel 3D NAND目前会使用32层堆叠,电荷存储量和当年的50nm节点产品相当,第二第三代产品依然会保持这样的电荷量,以保证产品的可靠性,会议上并没有明确说明3D NAND到底是使用那种工艺,只说了用的是50nm到34nm之间的工艺。
Intel的3D NAND代号是L06B/B0KB
L06B是MLC产品的代号 ,采用ONFI 4.0标准,Die Size 32GB,16k Page Size,使用4-plane设计,虽然会带来额外的延时,但同时也提供了比目前常见的2-plane设计闪存高1倍的读写吞吐量,闪存寿命是3000 P/E。
B0KB则是TLC产品的代号 ,由于是同一芯片所以许多东西都是L06B一样,当然容量、性能与寿命什么的肯定不同,Die Size 48GB,闪存寿命是1500 P/E,由于是TLC所以需要ECC标准是更高的LDPC。
Intel 3D NAND全部会使用132-Ball BGA封装,L06B可以从256Gb(32GB)到4096Gb(512GB)的产品,具体的请看上表,不过这款闪存的CE数其实是可以调的,这样可以更容易的做出更大容量的SSD。
闪存有三种工作模式
MLC工作的模式有2-pass和1-pass两种编程模式,默认的是2-pass编程模式,第一次编程lower page的数据写入到NAND阵列里面,而第二次编程则会把upper page的数据写入。
而1-pass编程模式的意思当然就是指一次编程就把lower page与upper page的数据都写入到NAND阵列里面,这样可以节省15%的编程时间,但是用这种算法的话闪存寿命会比两步编程模式时低一些,低多少并没有具体说明。
而TLC的编程算法则要复杂很多了,第一步和MLC的一步编程模式相类似,就是直接把lower page与upper page一齐写入到NAND阵列里面,第二步则是写入extra page的数据,由于算法复杂,第二部编程时需要对数据进行ECC校验。
上面所说闪存的2-pass MLC、1-pass MLC与TLC工作模式是可以用使用指令随时切换的,这对厂家来说闪存的使用会变得非常灵活,当然了产品的用户是不能这样乱改工作模式的。
至于Intel的3D NAND什么时候会开始供应,今年Q3中旬会开始相各个合作伙伴提供测试样品,MLC/TLC的都有,2015年Q4末开始大规模供货,产品的定价会根据那时的市场情况再决定。
Intel 出售大连工厂!90 亿美元交易,让韩国主导世界 NAND 闪存,但我国已追上
作价 90 亿美元,Intel 又卖出了旗下的一个重要业务。
这个业务,就是 NAND 闪存业务。
这是继英伟达宣布以 400 亿美元收购 ARM 之后,全球半导体领域的又一笔重大交易。
这笔交易中的买家,是韩国企业 SK 海力士,而 SK 海力士本身也是 NAND 闪存领域的一个重要玩家——这意味着,在 NAND 闪存领域,韩国企业越来越强势了。
那么,对中国半导体行业来说,这笔交易会产生什么影响?
这笔交易涉及到 Intel 中国大连工厂
北京时间 10 月 20 日, SK 海力士和 Intel 共同宣布了上述签署协议。
根据协议约定,SK 海力士将以 90 亿美元的价格,收购 Intel 的 NAND 闪存及存储业务。本次收购包括 Intel NAND SSD 业务、NAND 部件及晶圆业务——以及 Intel 在中国大连的 NAND 闪存制造工厂。
雷锋网了解到,Intel 中国大连工厂由 Intel 在 2007 年 9 月投资建造,并在 2010 年正式投产,是 Intel 在亚洲的唯一的晶圆制造工厂。
2015 年,Intel 宣布投资 55 亿美元将这个工厂升级为非易失性存储技术制造基地,并于 2016 年 7 月正式投产。2017 年 5 月,Intel 还专门在其大连工厂发布了采用 3D NAND 技术的全新数据中心级固态盘——2018 年 9 月,Intel 当时最先进的 96 层 3D NAND 产品也在大连投产。
如今,伴随着这笔收购,Intel 在中国唯一的晶圆制造工厂也拱手让给 SK 海力士。
值得一提的是,尽管出售 NAND 闪存业务,Intel 还将保留其特有的傲腾(Optane)业务。
根据双方协议,SK 海力士与 Intel 将争取在 2021 年底前取得所需的政府机关许可——包括来自美国、欧盟、中国、韩国等监管机构的许可。
协议表示,在获取相关许可后,SK 海力士将通过支付第一期 70 亿美元对价从 Intel 收购 NAND SSD 业务(包括 NAND SSD 相关知识产权和员工)以及位于中国大连的工厂。
此后,预计在 2025 年 3 月份最终交割时,SK 海力士将支付 20 亿美元余款从 Intel 收购其余相关资产,包括 NAND 闪存晶圆的生产及设计相关的知识产权、研发人员以及中国大连工厂的员工。
同时,根据协议,在交割过程中,Intel 将继续在大连闪存制造工厂制造 NAND 晶圆,并保留制造和设计 NAND 闪存晶圆相关的知识产权 (IP),直至最终交割日。
按照双方说法,通过这次收购,SK 海力士旨在急速成长的 NAND 闪存领域中提升包括企业级 SSD 在内的存储解决方案相关竞争力,进一步跃升为行业领先的全球半导体企业之一。
Intel 为什么要卖?
Intel 出售其 NAND 闪存业务,并不令人感到意外。
自从 2019 年 2 月正式担任 Intel CEO 以来,Bob Swan 就致力于推动 Intel 的业务调整和财务状况好转——值得一提的是,Bob Swan 此前担任 Intel CFO,所以更善于从财务角度看待问题。
实际上,Bob Swan 执掌 Intel 两年多来(包括担任临时 Intel CEO 的时间),他已经在 Intel 调制解调器业务上展现了自己的执掌思路。
据 FastCompany 报道,2018 年底,在出售调制解调器业务之前,他曾非常质疑为什么 Intel 不转移注意力到其他更能赚钱的业务。随后在 2019 年 4 月,苹果宣布与高通达成和解之后,Intel 当天就立即宣布退出 5G 调制解调器业务。
随后在 2019 年 7 月,Intel 以 10 亿美元的价格,将调制解调器业务的大部分出售给了苹果。
显然,2020 年,NAND 闪存业务成为了 Bob Swan 的 "刀下之魂"。
雷锋网了解到,截止今年 6 月 27 日,Intel 的 NAND 业务在今年上半年为 Intel 非易失性存储器解决方案事业部(Non-volatile Memory Solutions Group, NSG)创下了约 28 亿美元的营收,以及约 6 亿美元的营业利润。
当然,作为世界半导体行业的领先者,Intel 也拥有业界领先的 NAND SSD 技术以及 4 阶储存单元(quadruple level cell,QLC)NAND 闪存产品线。
对于这次出售,Intel CEO Bob Swan 表示:
这次交易能让我们更加专注于投资具有差异化特点的技术,从而令我们在客户的成功中扮演更重要的角色,并且为我们的投资者产出可观的回报。
Intel 方面还表示,在出售业务之后,它计划将本次交易获得的资金用于开发业界领先的产品和加强其具有长期成长潜力的业务重点,包括人工智能(AI)、5G 网络与智能、自动驾驶相关边缘设备。
NAND 闪存领域生变:韩国占大头,中国正赶上
Intel 和 SK 海力士的这笔交易,将对全球 NAND 领域产生重大影响。
根据 TrendForce 集邦咨询旗下半导体研究处发布的数据,2020 年第二季度,在全球 NAND Flash 产业:
排名第一的三星营收占比为 31.4%;
第二名 Kioxia 营收占比为 17.2%;
第三名西部数据营收占比为 15.5%;
第四名 SK 海力士营收占比为 11.7%;
第五名镁光营收占比为 11.5%;
第六名 Intel 营收占比为 11.5%。
依照上述数据,如果 SK 海力士成功收购 Intel NAND 闪存业务,则它将拥有超过该领域 23% 的全球市场份额,一举成为这一领域的全球第二。
——如此一来,SK 海力士和三星加起来,韩国企业将占据全球 NAND 领域营收的半壁江山,份额超过 50%。
那么,中国 NAND 领域发展如何呢?
目前来看,在 NAND 领域,中国的厂商还处于追赶阶段,营收排名还比较靠后,位于 Others 之列。
不过,在国产存储企业中,位于武汉的长江存储正在快速跟进,并且已取得重大成功——可以说是国产 NAND 闪存一哥。
2020 年 4 月,长江存储宣布 128 层 QLC 3D NAND 闪存(X2-6070)研发成功,这是我国首款 128 层 3D NAND 闪存芯片,拥有业内已知型号产品中最高单位面积存储密度(QLC,4 bit/cell),最高 I/O 传输速度(1.6G/s)和最高单颗 NAND 闪存容量(1.33Tb)。
按照长江存储高级副总裁龚翊的说法,此次产品发布,意味着长江存储在 3D NAND 闪存领域已经基本追平国际先进水平,在某些领域甚至有所领先。
值得一提的是,这次发布的产品即将走向量产,预计在 2021 年上市。
除了技术上的追赶,长江存储也在不断跟进生产进度;今年目标是成都长投产,并逐步完成武汉厂区剩余二座厂房的兴建与扩产。由此,调研机构集邦咨询预计,2021 年长江存储产能预估占整体 NAND Flash 约 8%。
8% 的份额,虽然看起来不大,但也许是国产 NAND 闪存的出头机会。
当然,要想与韩国、美国等竞争对手抗衡甚至实现超越,以长江存储为代表的中国企业,还要有很长的路要走。
但眼下,这条逆袭的道路,已经看到曙光。
本文参考内容:(雷锋网雷锋网雷锋网)
https://mp.weixin.qq.com/s/dwG0R__pi09OCpSoDbb35A
http://www.ymtc.com/cn/index.php?s=/cms/index/detail/id/215.html
https://jobs.intel.com/page/show/nsg-dalian-fab-chinese
https://zhuanlan.zhihu.com/p/136870115
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