3D闪存只讲堆叠层数不谈制程工艺的背后

在我们打开一个固态硬盘的产品信息页面时，总是能看到"采用3D NAND闪存"这样的介绍。大家是否想过，为什么3D结构会取代制程微缩成为闪存的发展方向？

15nm制程成为2D与3D闪存的分水岭，在15nm之后闪存不再像CPU那样继续向更先进的10nm、7nm制程迈进。是什么样的原因使得更先进的半导体制程与NAND闪存无缘？现在的3D闪存到底又是什么制程节点制造的？

TLC转折点

各种闪存新技术的出现，本质上都是为了降低每GB容量的成本。NAND闪存相比内存有一个优势，它在一个单元里可以存储多个比特(bit)的数据。这是制程微缩之外的另一种扩容量、降成本手段。当发展到TLC（3bit/cell）后，遇上麻烦了。

闪存单元的FG浮栅结构就像一个可以存储电子的桶，其中容纳的电子数量会影响到闪存单元的读取阈值电压Vth。在TLC中为了表达3比特数据已经需要用到8种不同的阈值电压，如果发展到QLC的4bit/cell结构，更需要区分出16种阈值电压，这就像蝇头小楷一样难以看清。

电子危机

制程微缩的过程进一步加剧了闪存危机，新制程的FG浮栅结构中能容纳的电子总数不断下降，发展到一个非常危险的水平。下图中的红线是过去BCH纠错技术下的可用界限，除非改变闪存结构，否则制程微缩将难以为继：制造出的闪存单元会因为能够容纳的电子数量太少而极其容易出错。

3D闪存架构提出

3D闪存就是攻城狮们找到的新结构出路。早在2007年，东芝就首次提出BiCS三维闪存结构，成功地解决了当代的发展难题。目前市场上在售的固态硬盘几乎全部使用了3D闪存。

3D闪存并不是简单地把闪存单元从平面堆叠成立体状态，而是涉及了基础的结构变化。下图为东芝BiCS三维闪存与传统平面闪存的结构对比。

最终结果使得闪存单元之间的间隙变大、读写干扰得到降低。同时，Charge Trap取代了传统的Floating Gate结构，有力地提升了闪存单元"抓住"电子的能力，降低了漏电速度。

3D闪存的制程信息

很多地方说3D闪存之所以更耐用，是因为使用了更老的制造工艺。这一点其实只适用于初代的3D NAND，40nm的制程使得初代的3D闪存非常昂贵，没有达到扩容量、降成本的初衷。

尽管闪存原厂都不再透露3D闪存的具体制程信息，TechInsights的分析报告还是给出了我们想要的答案：目前的64层堆叠、96层堆叠技术使用的都是19/20 nm制造工艺。

3D闪存的未来

现在3D闪存已经在固态硬盘当中大为普及，未来还会有4D闪存吗？其实4D概念去年就有闪存厂商提出，不过"4D"只是将闪存中的外围电路拿出来，置于存储单元阵列的下方，属于3D工艺的一个小改进。

目前的主流3D闪存拥有64层堆叠层数，东芝在去年率先宣布96层3D TLC。在即将到来的下个节点是96层堆叠与QLC的结合，东芝的96层BiCS4已实现1.33Tb/die的存储密度，如果以8die封装来计算，每个闪存颗粒就可以提供高达1.33TB的海量存储空间，手机和固态硬盘的容量即将迎来又一次爆发式增长。

轻薄本老了不要紧，入手aigo P3000固态硬盘，容量更大速度更快

随着轻薄笔记本电脑的普及，越来越多的用户都会选择更加便携的轻薄笔记本，但是目前轻薄笔记本的存储方式主要是固态硬盘，而且传统的2.5英寸SSD固态硬盘无法在轻薄本中使用，因此目前的轻薄本都选择了M.2接口的NVMe固态硬盘。小汪的小米笔记本购买于2016年，目前的存储空间也是捉襟见肘，早期市面上的M.2接口的固态硬盘平均每GB的价格接近2元，但是现在每GB不到1元的价格真心实惠，小汪这次购买的是aigo推出的M.2接口的P3000固态硬盘，平均每GB八毛多，用来做存储盘真香！

▲这款 aigo固态硬盘采用了3D NAND优选颗粒，读取速度最高可达3200MB/S，写入速度最高可达2900MB/S，可以大幅缩短系统、软件以及游戏的加载时间，提高工作效率。

▲打开包装，这就是 aigo P3000固态硬盘了，非常的小巧。除了NVMe高速标准之外，这款固态硬盘采用了LDPC校错机制，提升数据存储的准确性，存储重要文件更放心。

▲相较于传统的机械硬盘，固态硬盘因为没有机械部件和高速电机，可以大大降低发生故障的风险，而且具有低功耗、发热小、耗电低的特点，非常适合用作轻薄笔记本电脑的存储设备。

▲揭开固态硬盘标签贴纸，我们可以看到这款 aigo固态硬盘采用了INNOGRIT主控方案，采用的IG5216主控芯片采用了28nm工艺制程，NVMe1.4技术标准。 aigo P3000 固态硬盘采用96层3D TLC NAND颗粒，结合了3D NAND技术堆叠后，TLC颗粒的寿命和读写速度都有了大幅度的提升。

▲安装到小米笔记本电脑里也非常简单，只要稍微有点动手能力都可以操作。首先是打开笔记本电脑的底部盖板，在笔记本电脑的主板上，会有一个M.2固态硬盘的插槽，把固态硬盘斜着插入即可，然后用螺丝固定住即可，安装难度一颗星。

▲安装好固态硬盘以后，打开电脑，就能发现系统提示新增加的盘符了，小汪购买的是512GB的固态硬盘，我的小米笔记本测试读写速度如上图，我只能说速度真的是非常快。

▲如果用户不想安装到笔记本电脑里的话，也可以使用这种M.2接口的固态硬盘盒，安装上固态硬盘后，就成了一个大容量的移动硬盘，而且体积非常的小巧。

▲拷贝大容量文件速度也是非常快，可以达到1.31GB/秒，传输或者存储视频文件都非常的方便快捷。

▲装入固态硬盘盒以后，它就成了一个高速便携大容量移动硬盘，体积比U盘稍大一些，但是拷贝大体积文件的速度也是要起飞了！这种固态硬盘的好处就是快，不仅读写速度快，而且玩游戏的时候，那进度条跑的也快，有一种畅快淋漓的感觉！

▲玩游戏就更不用说了，连上我的显示器，进度条都是瞬间读取的，那速度真的是杠杠的。

▲不仅玩游戏的加载时间大大缩短，我们日常使用的一些大型软件或者进行视频编辑渲染时，这款 aigo P3000都能提供非常好的使用体验，提高我们的工作效率。

▲当然作为消费者来说，性价比是需要考虑的非常重要的因素之一，这款512G的P3000拥有五年质保和256TB写入量的TBW，1T版本的质保写入答512TB，让我们用户在使用上更放心。

▲整体来说，这款 aigo P3000固态硬盘给我的感觉非常不错，很适合这种轻薄笔记本电脑升级使用，早期的很多轻薄本使用的都是256GB的固态硬盘，升级以后可以获得更大的容量以及更快的速度，不论是存储大容量数据还是玩游戏运行大型程序等等，都可以获得更好的速度体验。而且现在的3D NAND技术也让TLC颗粒能够在寿命和读写速度上表现更好。好了，今天的开箱测评体验就到这里了，如果大家还有什么疑问欢迎在评论区留言，感谢大家的阅读。

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