NAND元件 232层3D闪存芯片来了：单片容量2TB，传输速度提高50%

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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232层3D闪存芯片来了：单片容量2TB，传输速度提高50%

Pine 发自凹非寺

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232 层的3D闪存芯片来了，数据传输速率提高50%，容量可达2TB。

美光继上次抢先推出176层3D NAND后，近日又率先推出全球首款232层NAND。

△图源美光科技

说起来，跟NAND层数较劲这事儿，并不是美光一家在做。

比如美光的老对手三星，相关研究中心也聚焦在层数上：此前，三星曾抢先业界公布了第八代V-NAND的细节，堆栈层数超过200层。

所以这样“堆高高”，究竟能给芯片性能带来多大的提升？

堆栈层数就像盖楼房

层数越高，NAND闪存可具有的容量就越大。

可以做这样一个简单的比喻：

在一个人满为患的城市，这里的房地产价格昂贵，向外扩展成本很大，唯一的办法是通过增加楼层以支持不断增长的人口，这里的楼层就相当于NAND层。

同样的，停车场和一些基础设施主要位于建筑物下方，以提高空间效率，这相当于最底下的CMOS层。

将NAND的位单元阵列堆叠到更多层中，可在每平方毫米硅片上提供更多存储位，从而实现更高的密度和更低的成本。

3D NAND把解决思路从单纯提高制程工艺转变为堆叠多层，成功解决了平面NAND在增加容量的同时性能降低的问题，实现容量、速度、能效及可靠性等全方位提升。

△图源美光科技

和三星等其他竞争芯片相比，美光新的技术将每单位面积存储的比特密度提高了一倍，每平方毫米封装14.6Gb。

它的1TB芯片被捆绑在2TB的封装中，每个封装的边长都不超过一厘米，可以存储大约两周时长的4K视频。

此外，美光还对芯片的最底层进行了改进，最底下的CMOS层由逻辑和其他电路组成，这些电路负责控制读写操作以及尽可能快速有效地在芯片内外获取数据。

美光优化了其数据传输路径，降低芯片输入和输出的电容，将数据传输速率提高了50%，达到2.4Gb/s。

层数的较量

自从NAND 闪存进入3D时代，堆栈层数犹如摩天大楼一样越来越高，从最初的24/32层一路堆到了现在的176层甚至232层。

层数的较量是整个行业的竞争，三星、美光、SK海力士等企业都致力于层数的突破。

三星是NAND闪存的龙头企业，3D NAND就源于三星。

2013年，三星设计了一种垂直堆叠单元的方法，它将单元集中在单个楼层（类似高层公寓）上，这也是全球首个3D单元结构“V-NAND”，当年可以实现24层堆叠。

此后，三星不断更新技术和扩增产业线，10年间推出了7代产品，以维护自己在NAND闪存市场的地位。

2020年，三星推出了176层的第七代“V-NAND”，它采用了“双堆栈”技术，不是一次性蚀刻所有层，而是将它们分成两部分，然后一层一层堆叠。

因此，第七代V-NAND相较于与第六代的100层，其单元体积减少了35％，它可以在不增加高度的情况下将层数增加到176，同时还可以降低功耗，使效率提高16％。

不过，虽然三星曾抢先公布了第八代V-NAND的细节，称其堆栈层数会超过200层，但这回率先量产200+层闪存的却是美光。

值得一提的是，在此次美光发布的232层3D闪存芯片中，NAND的堆栈技术并不是首创，而是与三星第七代一样采用“双堆栈”技术。

也就是说，将232层分成两部分，每个部分116层，这些层的堆叠是从一个深而窄的孔开始，通过导体和绝缘体的交替层蚀刻。

然后用材料填充孔并加工形成器件的比特存储部分。蚀刻和填充穿过所有这些层的孔的能力是该技术的关键限制。

△图注：图源美光科技

目前，国产芯片企业长江存储的第三代QLC 3D NAND闪存实现了128层堆叠。

对于层数的较量，网友也抱有很乐观的态度：

增加层数几乎不会带来新的问题。

参考链接：[1] https://spectrum.ieee.org/micron-is-first-to-deliver-3d-flash-chips-with-more-than-200-layers[2] https://news.ycombinator.com/item?id=32243862[3] https://ee.ofweek.com/2021-12/ART-8320315-8110-30538953.html

— 完 —

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英特尔90亿卖NAND内存业务“回血”，SK海力士买得值吗？

（来源：Pixabay）

在经过一年多业内传言后，SK海力士收购英特尔NAND存储芯片的传闻成真。

10月20日早晨，SK海力士（SK Hynix）发布消息，官方宣布以总价90亿美元的价格收购英特尔NAND闪存及存储业务。本次交易包括英特尔NAND SSD业务、NAND元件和晶圆业务、以及其在中国大连的NAND闪存制造工厂。

这一并购动作早有征兆。

2018年，英特尔宣布退出与美光合资公司JV的IM Flash业务，在外界看来，英特尔正加速退出NAND Flash非核心业务。去年7月韩联社报道指，SK海力士正在与英特尔谈判，或将接手其闪存芯片业务。当时SK海力士不予置评。

直至今年，这笔交易才正式落槌。

根据协议，在获取相关许可后，到2021年，SK海力士将支付首期70亿美元收购英特尔NAND SSD业务（包括相关知识产权和员工）以及接手英特尔大连工厂。而第二期的20亿美元余款，预计在2025年3月份交付，收购剩余相关资产，完成最终交割。

SK海力士公司人士Jeffrey对钛媒体表示，这笔交易旨在强化该公司在NAND闪存解决方案的一些核心竞争力，发展存储器生态系统，进而占据NAND闪存市场。

“实际上，在SSD存储领域，英特尔本身有着较强的技术实力，以及市场占有率，而我们在智能手机方面竞争力比较强。所以通过两家公司的并购结合，我们就能全面覆盖（NAND闪存市场的占有率）。”

值得注意的是，本次交易中不包含英特尔与美光共同开发的3D XPoint存储技术。而且，英特尔还将保留傲腾TM（OptaneTM）的NVM存储业务。

英特尔表示，公司将计划将本次交易获得的资金投入具备长期成长潜力的重点业务，包括人工智能（AI）、5G网络与智能、自动驾驶相关边缘设备。

一旦双方完成并购交割，SK海力士将成为全球第二大NAND闪存芯片制造商。同时，这也将是迄今为止韩国公司最大的一笔收购交易，远高于三星电子在2016年以80亿美元收购哈曼国际工业。

英特尔NSG连年亏损，卖掉闪存业务回归本业

早在1970年，英特尔就研发出12μm工艺的1kB DRAM（C1103型）存储产品，并实现大规模量产，开启了DRAM（动态随机存取存储器）的产业化时代。

尽管此后英特尔开发微处理器产品，专注于云计算等业务，但仍没有放弃存储产品的生产与开发。

目前，英特尔拥有业界领先的NAND SSD技术以及4阶储存单元（QLC）NAND闪存等存储产品线。

不过，近四年来，随着存储市场价格的不断压缩，前期技术投入过重，英特尔的NAND Flash存储业务一直处于亏损状态。

根据英特尔年报显示，3D NAND闪存隶属的NSG业务在2016-2019年的亏损额分别达到5.4亿美元、2.6亿美元、500万美元和11.76亿美元。

2019年1月，英特尔新CEO司睿博（Bob Swan）上任，英特尔提出“云、网、边、端”战略，强调在CPU、AI芯片、FPGA领域构建服务器作用。同时，英特尔开始减少在PC、移动处理器上的投入，处理掉不盈利的业务，停止巨额补贴，解决亏损问题。

英特尔CFO曾表示，尽管公司对5G的机会和云计算业务非常感兴趣，但他们更关注盈利机会和良好的回报，一旦无法明确看到盈利发展，则将考虑出售相关业务。

去年7月，英特尔以10亿美元的价格把手机基带业务卖给了苹果，退出了5G智能手机基带研发；2020年1月，英特尔宣布将其智能网关部门出售给MaxLinear公司，实现“回血”。本次出售NAND闪存业务，英特尔基本甩开了长期不盈利的业务，实现“轻装上阵”。

同时，英特尔目前面临“四面楚歌”的困境。在CPU领域要面对AMD的强势崛起，在GPU（AI芯片）方面要面对英伟达的步步紧逼，加上铠侠、美光、三星和SK海力士四家占据全球超七成的闪存芯片市场，英特尔自然希望尽快脱手闪存业务。

因此，对于英特尔来说，卖了NAND闪存业务，无疑有着尽快止损的商业考量，尽早获得充足的资金“弹药”支持。 此举意味着，英特尔会将更多精力专注于主营业务上。

SK海力士看中技术，想以此提升中国市场份额

除英特尔外，其他闪存玩家这两年也一直处于亏损困境，包括本次的买家SK海力士半导体公司。

SK海力士于1983年创立，总部位于韩国首尔，主要制造工厂则位于韩国利川，主营业务一直都是存储，是全球二十大半导体厂商之一。

根据该公司2019年财报显示，全年营收26.99兆韩元（约227.2亿美元），同比下滑33%，净利润为2.02兆韩元（约16.97亿美元），同比下滑87%，实现7年以来首次亏损。

不过，SK海力士方面认为，存储解决方案相关竞争力才是发展重点，这是该公司购买英特尔NAND闪存业务的主要原因。一旦完成收购，将让其在技术层面长期处于领先地位。

在80及90年代，该公司专注于销售DRAM，后来是SDRAM。2001年他们以6亿5000万美元的价格出售TFT LCD业务，同年他们开发出世界第一颗128MB图形DDR SDRAM。

截至目前，SK海力士最新开发了128层4D NAND闪存，近日还发布全球首个DDR5 DRAM芯片，为客户提供包括企业级SSD在内的具有高附加值的一系列3D NAND解决方案。有分析师预期，该公司可能会在今年获得盈利。

Jeffrey对钛媒体表示，英特尔在NAND闪存业务上有更多技术和IP，一旦完成收购，可以让SK海力士自身发展更更加稳健。

“存储芯片市场其实一直有着起伏的状态，就像去年的时候，全球市场处于低迷期间，这种固定时间段的起伏，不代表未来处于亏损。我们的这次投资，更加关注中长期的问题，尤其是英特尔在NAND闪存方面有着较多的技术IP实力。哪怕现在亏损，之后可能也会处于一个盈利的环境，尤其完成这一收购案，SK海力士会有一个比较大（的市场占有率）。”Jeffrey表示。

另外，本次收购案中还包括英特尔在中国大连的工厂，这一点对于SK海力士来说非常重要。

长期以来，中国存储芯片主要依赖进口，市场规模超千亿美元，占据中国芯片进口总额四分之一以上。

在这样的背景下，SK海力士一直在提升中国市场份额。公开资料显示，SK海力士2017年、2018年、2019年在中国市场营收占全球营收比达到33.4%、38.8%和46.4%，比例不断上升。

但SK海力士的制造工厂比较分散。Jeffrey表示，除了韩国本土工厂外，SK海力士中国工厂主要在江苏无锡和重庆，与韩国的距离都比较远。而且，上海、北京、深圳的SK海力士都是销售部门，此前在大连并没有涉及相关存储制造和销售业务。

业内人士指出，这一交易将让SK海力士实现统一制造工厂，进一步压缩芯片研发制造成本，从而在中国市场中更具竞争力。

双方表示，本次收购案将需要获得各国政府的审批。有媒体指，审核过程中可能会需释出部分股权让中国适度“让利参与”，与长江存储等本土公司合作，从而获得许可，让韩国企业替代美国企业进驻中国存储芯片市场。

对此，Jeffrey表示不便评论。他指出，目前处于刚签订协议状态，涉及细节问题仍在讨论中，对外暂无披露。

目前来看，通过此次收购，全球存储市场格局将会出现重要变化。一旦SK海力士顺利在中国市场中成长，或将进一步取代三星、西部数据等存储巨头地位。

有业内人士表示，这是一桩没有“绝对输家”的交易。该并购案代表着半导体市场的更近一步整合，或将有助于存储价格的稳定。

注：受访者要求，文中Jeffrey为匿名

（本文首发钛媒体App，作者 | 林志佳，编辑｜赵宇航）

232层3D闪存芯片来了：单片容量2TB，传输速度提高50%

△图源美光科技

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层数的较量

英特尔90亿卖NAND内存业务“回血”，SK海力士买得值吗？

英特尔NSG连年亏损，卖掉闪存业务回归本业

SK海力士看中技术，想以此提升中国市场份额

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