存储大厂NAND技术迎突破

AI人工智能正推动存储器产业强劲发展，AI应用带来了海量数据增长，存储容量与性能需求大幅提升，NAND Flash技术重要性不断凸显。因此，存储大厂积极布局以HBM为代表的DRAM产业的同时，也并未忽视NAND Flash的发展。最新消息显示，三星、铠侠两家大厂NAND技术迎来新进展。

三星第九代V-NAND闪存材料技术突破

三星于今年4月宣布其第九代V-NAND 1Tb TLC产品开始量产，今年下半年三星将开始量产四层单元（QLC）第九代V-NAND。与第八代V-NAND相比，第九代V-NAND 1Tb TLC产品提高约50%的位密度(bit density)，功耗也降低了10%。

近日韩媒The Elec报道，三星正在其第九代V-NAND“金属布线”（metal wiring）环节中首次使用钼（Mo）材料。

图片来源：三星

“金属布线”是半导体制造过程的一大工艺，使用不同的方式连接数十亿个电子元器件，形成不同的半导体产品。目前， NAND工艺中所使用的材料是六氟化钨（WF6），随着钨材料在降低层高方面不断触及物理极限，三星开始锁定钼作为替代材料。据悉，三星的这一转变有望进一步缩减层高并降低NAND响应时间，性能将进一步提升。

不过，引入钼材料要求生产设备能够耐高温处理，将固态钼原材料加热至600 ℃以转化为气态，为此三星已从Lam Research公司引进了五台Mo沉积机，还计划明年再引进20台设备。此外，三星正与多家相关供应商紧密合作，包括Entegris和Air Liquide公司。

除了三星之外，报道指出美光等存储大厂也在探索钼应用于NAND生产的可行性。

铠侠推出2Tb BiCS8 FLASH QLC闪存

7月3日，铠侠宣布已经开始使用第八代BiCS FLASH 3D闪存技术，向客户提供2Tb BiCS8 FLASH QLC闪存样品，该款产品在业内拥有最大容量，有望推动包括人工智能在内的多个应用领域成长。

据悉，铠侠通过专有工艺和创新架构，在存储芯片的垂直和横向扩展上均取得了突破，并采用了CBA（CMOS直接键合到阵列）技术，以制造更高密度的设备，并提供3.6Gbps接口速度。

图片来源：铠侠

铠侠表示，与公司当前第五代QLC设备（铠侠产品中容量最高）相比，2Tb BiCS8 FLASH QLC闪存位密度约提高了2.3倍，写入能效比提高了约70%，全新的QLC产品架构可在单个存储器封装中堆叠16个芯片，从而为业界提供4TB容量，同时，它还具有更小的封装尺寸（11.5 x 13.5毫米）和1.5毫米的封装高度。

除了2Tb QLC之外，铠侠还在其产品组合中增加了1Tb QLC存储设备。与容量优化的2Tb QLC相比，性能优化的1Tb QLC的顺序写入速度大约提高了30%，读取延迟大约改善了15%。1Tb QLC将被部署于高性能应用中，包括客户端SSD和移动设备。

QLC SSD，人工智能领域大有可为！

与多层单元（MLC）和三层单元（TLC）设备相比，QLC NAND每个单元可以存储更多数据，显著提升存储性能。因此，无论是三星还是铠侠，针对QLC NAND皆有布局。

此前QLC NAND主要应用于PC OEM和消费级SSD领域，随着AI大模型不断普及，数据中心存储需求不断激增，QLC NAND尤其是QLC SSD有望在AI、大数据领域大显身手。

受益于AI需求推升，全球市场研究机构TrendForce集邦咨询预估，2024全年QLC Enterprise SSD出货位元上看30EB（EB；Exabyte），较2023年成长四倍。

图片来源：拍信网

TrendForce集邦咨询认为，QLC SSD在AI应用搭载提升有两大原因，一是该产品的读取速度，二是TCO（总体拥有成本；Total Cost of Ownership）优势。由于AI推理服务器主要以读取为主，资料写入次数不若AI训练型服务器（AI Training Server）频繁，相较HDD，QLC Enterprise SSD读取速度更胜，且容量已发展至64TB。

此外，实际上目前通用型服务器采用的HDD产品主流容量在20~24TB，而QLC Enterprise SSD（64TB）单个产品运转除了较HDD节省电力外，在存储容量布局上，QLC所需使用空间减少，可大幅降低TCO成本。AI Training已然成为重度电力消耗应用，因此节能将成为存储产品的优先考量，故大容量QLC Enterprise SSD产品更是大宗AI客户寻求的解决方案。

全球NAND闪存制造商技术路线图 长江存储上榜

如果说iFix做的是数码产品的拆解，Techinsights做的则是半导体产品的深度“拆解”：利用X光与电子显微镜等手段分析专利与技术。最近TechInsights“拆解”了SK Hynix的72层堆叠3D闪存，同时还整理了最新的全球NAND闪存制造商技术路线图。

单从堆叠层数来说，SK Hynix的72层堆叠比当前流行的64层堆叠层数更高，但256Gb的单Die容量跟64层堆叠技术基本一样。根据TechInsights的介绍，该闪存相比SK Hynix上一代48层堆叠3D闪存的Block体积增大50%，同时拥有更低的写入延迟，闪存接口则使用Toggle 3.0，带宽从667MT/s提升到800MT/s。

SK Hynix的闪存不出名有多重原因，一方面内存才是SK Hynix的主要业务，NAND在记忆体类收益中仅占19%，NAND市占率则以11.1%排在美光之后。

另一方面，SK Hynix的多数NAND闪存产出被用于移动设备领域，留给固态硬盘的份额并不多。SK Hynix的原厂固态硬盘在国内没有零售渠道，也给大家了解SK Hynix带来了距离。

接下来将目光转移到路线图，这份由TechInsights整理的全球闪存制造企业技术路线图中已经有了国内企业长江存储的身影，直接从32层堆叠3D闪存起步的它跳过了2D平面时代的发展，不过距离行业主流水平依然有一定距离，需要更加努力地追赶。

从上图可以看到，2D平面闪存的发展基本已经停滞。在48层堆叠技术上持续使用很长时间之后，各闪存原厂似乎都有加速技术换代的计划。下一代96层堆叠技术可能只持续一年，就将尝试上马128层堆叠。

采用3D XPoint技术的傲腾NVDIMM内存条在图中标注为今年下半年。不过根据小编的观察，过去技术节点的时间点标注大多是以企业宣布为准，并非产品大规模量产或最终产品上市时间。路线图上的未来科技不排除跳票延迟的可能。

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