從2D NAND到3D NAND就像平房到高樓大廈
我們之前見(jiàn)過(guò)的閃存多屬于Planar NAND平面閃存，也叫有2D NAND或者直接不提2D的乏冀，而3D 閃存蝶糯，顧名思義，就是它是立體堆疊的辆沦，Intel之前用蓋樓為例介紹了3D NAND昼捍，普通NAND是平房，那么3D NAND就是高樓大廈众辨，建筑面積一下子就多起來(lái)了端三，理論上可以無(wú)線堆疊。
3D NAND閃存也不再是簡(jiǎn)單的平面內(nèi)存堆棧鹃彻，這只是其中的一種郊闯，還有VC垂直通道、VG垂直柵極等兩種結(jié)構(gòu)蛛株。
3D NAND閃存有什么優(yōu)勢(shì)团赁？
在回答3D NAND閃存有什么優(yōu)勢(shì)的時(shí)候，我們先要了解平面NAND遇到什么問(wèn)題了——NAND閃存不僅有SLC谨履、MLC和TLC類型之分欢摄，為了進(jìn)一步提高容量、降低成本笋粟，NAND的制程工藝也在不斷進(jìn)步怀挠，從早期的50nm一路狂奔到目前的15/16nm析蝴，但NAND閃存跟處理器不一樣，先進(jìn)工藝雖然帶來(lái)了更大的容量绿淋，但NAND閃存的制程工藝是雙刃劍闷畸，容量提升、成本降低的同時(shí)可靠性及性能都在下降吞滞，因?yàn)楣に囋较冗M(jìn)佑菩，NAND的氧化層越薄，可靠性也越差裁赠，廠商就需要采取額外的手段來(lái)彌補(bǔ)殿漠，但這又會(huì)提高成本，以致于達(dá)到某個(gè)點(diǎn)之后制程工藝已經(jīng)無(wú)法帶來(lái)優(yōu)勢(shì)了佩捞。
相比之下绞幌，3D NAND解決問(wèn)題的思路就不一樣了，為了提高NAND的容量失尖、降低成本啊奄，廠商不需要費(fèi)勁心思去提高制程工藝了，轉(zhuǎn)而堆疊更多的層數(shù)就可以了掀潮，這樣一來(lái)3D NAND閃存的容量菇夸、性能、可靠性都有了保證了仪吧，比如東芝的15nm NAND容量密度為1.28Gb/mm2庄新，而三星32層堆棧的3D NAND可以輕松達(dá)到1.87Gb/mm2，48層堆棧的則可以達(dá)到2.8Gb/mm2薯鼠。
四大NAND豪門(mén)的3D NAND閃存及特色
在主要的NAND廠商中择诈，三星最早量產(chǎn)了3D NAND，其他幾家公司在3D NAND閃存量產(chǎn)上要落后三星至少2年時(shí)間出皇，Intel羞芍、美光去年才推出3D NAND閃存，Intel本月初才發(fā)布了首款3D NAND閃存的SSD郊艘，不過(guò)主要是面向企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的荷科。
這四大豪門(mén)的3D NAND閃存所用的技術(shù)不同，堆棧的層數(shù)也不一樣纱注，而Intel在常規(guī)3D NAND閃存之外還開(kāi)發(fā)了新型的3D XPoint閃存畏浆，它跟目前的3D閃存有很大不同，屬于殺手锏級(jí)產(chǎn)品狞贱，值得關(guān)注刻获。
上述3D NAND閃存中，由于廠商不一定公布很多技術(shù)細(xì)節(jié)瞎嬉，特別是很少提及具體的制程工藝蝎毡，除了三星之外其他廠商的3D NAND閃存現(xiàn)在才開(kāi)始推向市場(chǎng)厚柳，代表性產(chǎn)品也不足。
三星：最早量產(chǎn)的V-NAND閃存
三星是NAND閃存市場(chǎng)最強(qiáng)大的廠商顶掉，在3D NAND閃存上也是一路領(lǐng)先草娜，他們最早在2013年就開(kāi)始量產(chǎn)3D NAND閃存了。在3D NAND路線上痒筒，三星也研究過(guò)多種方案，最終量產(chǎn)的是VG垂直柵極結(jié)構(gòu)的V-NAND閃存茬贵，目前已經(jīng)發(fā)展了三代V-NAND技術(shù)簿透，堆棧層數(shù)從之前的24層提高到了48層，TLC類型的3D NAND核心容量可達(dá)到256Gb容量解藻，在自家的840老充、850及950系列SSD上都有使用。
值得一提的是螟左，三星在3D NAND閃存上領(lǐng)先不光是技術(shù)啡浊、資金的優(yōu)勢(shì)，他們首先選擇了CTF電荷擷取閃存（charge trap flash胶背，簡(jiǎn)稱CTF）路線巷嚣，相比傳統(tǒng)的FG（Floating Gate，浮柵極）技術(shù)難度要小一些钳吟，這多少也幫助三星占了時(shí)間優(yōu)勢(shì)廷粒。
有關(guān)V-NAND閃存的詳細(xì)技術(shù)介紹可以參考之前的文章：NAND新時(shí)代起點(diǎn)，三星V-NAND技術(shù)詳解
東芝/閃迪：獨(dú)辟蹊徑的BiCS技術(shù)
東芝是閃存技術(shù)的發(fā)明人红且，雖然現(xiàn)在的份額和產(chǎn)能被三星超越坝茎，不過(guò)東芝在NAND及技術(shù)領(lǐng)域依然非常強(qiáng)大，很早就投入3D NAND研發(fā)了暇番，2007年他們獨(dú)辟蹊徑推出了BiCS技術(shù)的3D NAND——之前我們也提到了嗤放，2D NAND閃存簡(jiǎn)單堆棧是可以作出3D NAND閃存的，但制造工藝復(fù)雜壁酬，要求很高次酌，而東芝的BiCS閃存是Bit Cost Scaling，強(qiáng)調(diào)的就是隨NAND規(guī)模而降低成本厨喂，號(hào)稱在所有3D NAND閃存中BiCS技術(shù)的閃存核心面積最低和措，也意味著成本更低。
東芝和閃迪是戰(zhàn)略合作伙伴蜕煌，雙方在NAND領(lǐng)域是共享技術(shù)的派阱，他們的BiCS閃存去年開(kāi)始量產(chǎn)，目前的堆棧層數(shù)是48層斜纪，MLC類型的核心容量128Gb贫母，TLC類型的容量可達(dá)256Gb文兑，預(yù)計(jì)會(huì)在日本四日市的Fab 2工廠規(guī)模量產(chǎn)，2016年可以大量出貨了腺劣。
SK Hynix：悶聲發(fā)財(cái)?shù)?D NAND
在這幾家NAND廠商中绿贞，SK Hynix的3D NAND最為低調(diào)，相關(guān)報(bào)道很少橘原，以致于找不到多少SK Hynix的3D NAND閃存資料籍铁，不過(guò)從官網(wǎng)公布的信息來(lái)看，SK Hynix的3D NAND閃存已經(jīng)發(fā)展了3代了趾断，2014年Q4推出的第一代拒名，2015年Q3季度推出的第二代，去年Q4推出的則是第三代3D NAND閃存芋酌，只不過(guò)前面三代產(chǎn)品主要面向eMCC 5.0/5.1增显、UFS 2.0等移動(dòng)市場(chǎng)，今年推出的第四代3D NAND閃存則會(huì)針對(duì)UFS 2.1脐帝、SATA及PCI-E產(chǎn)品市場(chǎng)同云。
SK Hynix的3D NAND閃存堆棧層數(shù)從36層起步，不過(guò)真正量產(chǎn)的是48層堆棧的3D NAND閃存堵腹，MLC類型的容量128Gb炸站，TLC類型的也可以做到256Gb容量。
Intel/美光：容量最高的3D NAND閃存
這幾家廠商中秸滴，Intel武契、美光的3D NAND閃存來(lái)的最晚，去年才算正式亮相荡含，不過(guò)好菜不怕晚咒唆，雖然進(jìn)度上落后了點(diǎn)，但I(xiàn)MFT的3D NAND有很多獨(dú)特之處释液，首先是他們的3D NAND第一款采用FG浮柵極技術(shù)量產(chǎn)的全释，所以在成本及容量上更有優(yōu)勢(shì)，其MLC類型閃存核心容量就有256Gb误债，而TLC閃存則可以做到384Gb浸船，是目前TLC類型3D NAND閃存中容量最大的。
384Gb容量還不終點(diǎn)寝蹈，今年的ISSCC大會(huì)上美光還公布了容量高達(dá)768Gb的3D NAND閃存論文李命，雖然短時(shí)間可能不會(huì)量產(chǎn)，但已經(jīng)給人帶來(lái)了希望箫老。
Intel的殺手锏：3D XPoint閃存
IMFT在3D NAND閃存上進(jìn)展緩慢已經(jīng)引起了Intel的不滿封字，雖然雙方表面上還很和諧，但不論是16nm閃存還是3D閃存，Intel跟美光似乎都有分歧阔籽，最明顯的例子就是Intel都開(kāi)始采納友商的閃存供應(yīng)了流妻，最近發(fā)布的540s系列硬盤(pán)就用了SK Hynix的16nm TLC閃存，沒(méi)有用IMFT的笆制。
Intel绅这、美光不合的證據(jù)還有最明顯的例子——那就是Intel甩開(kāi)美光在中國(guó)大連投資55億升級(jí)晶圓廠，準(zhǔn)備量產(chǎn)新一代閃存在辆，很可能就是3D XPoint閃存证薇，這可是Intel的殺手锏。
這個(gè)3D XPoint閃存我們之前也報(bào)道過(guò)很多了开缎，根據(jù)Intel官方說(shuō)法棕叫，3D XPoint閃存各方面都超越了目前的內(nèi)存及閃存，性能是普通顯存的1000倍奕删，可靠性也是普通閃存的1000倍，容量密度是內(nèi)存的10倍疗认，而且是非易失性的完残，斷電也不會(huì)損失數(shù)據(jù)。
由于還沒(méi)有上市横漏，而且Intel對(duì)3D XPoint閃存口風(fēng)很?chē)?yán)谨设，所以我們無(wú)法確定3D XPpoint閃存背后到底是什么，不過(guò)比較靠譜的說(shuō)法是基于PCM相變存儲(chǔ)技術(shù)缎浇，Intel本來(lái)就是做存儲(chǔ)技術(shù)起家的扎拣，雖然現(xiàn)在的主業(yè)是處理器，但存儲(chǔ)技術(shù)從來(lái)沒(méi)放松素跺，在PCM相變技術(shù)上也研究了20多年了二蓝，現(xiàn)在率先取得突破也不是沒(méi)可能。
相比目前的3D NAND閃存指厌，3D XPoint閃存有可能革掉NAND及DRAM內(nèi)存的命刊愚，因?yàn)樗瑫r(shí)具備這兩方面的優(yōu)勢(shì)，所以除了做各種規(guī)格的SSD硬盤(pán)之外踩验，Intel還準(zhǔn)備推出DIMM插槽的3D XPoint硬盤(pán)鸥诽，現(xiàn)在還不能取代DDR內(nèi)存，但未來(lái)一切皆有可能箕憾。
最后再回到我們開(kāi)頭提到的問(wèn)題上——中國(guó)大陸現(xiàn)在也把存儲(chǔ)芯片作為重點(diǎn)來(lái)抓牡借，武漢新芯科技（XMC）已經(jīng)在武漢開(kāi)工建設(shè)12英寸晶圓廠，第一個(gè)目標(biāo)就是NAND閃存袭异，而且是直接切入3D NAND閃存钠龙，他們的3D NAND技術(shù)來(lái)源于飛索半導(dǎo)體（Spansion），而后者又是1993年AMD和富士通把雙方的NOR閃存部門(mén)合并而來(lái)，后來(lái)他們又被賽普拉斯半導(dǎo)體以40億美元的價(jià)格收購(gòu)俊鱼。
2015年新芯科技與飛索半導(dǎo)體達(dá)成了合作協(xié)議刻像，雙方合作研發(fā)、生產(chǎn)3D NAND閃存并闲，主要以后者的MirrorBit閃存技術(shù)為基礎(chǔ)细睡。不過(guò)小編搜遍了網(wǎng)絡(luò)也沒(méi)找到多少有關(guān)MirrorBit的技術(shù)資料。這兩家公司的閃存技術(shù)多是NOR領(lǐng)域的帝火，3D NAND顯然是比不過(guò)三星溜徙、SK Hynix及東芝等公司的，有一種說(shuō)法是MirrorBit的堆棧層數(shù)只有8層犀填，如果真是這樣蠢壹，相比主流的32-48層堆棧就差很遠(yuǎn)了，成本上不會(huì)有什么優(yōu)勢(shì)九巡。
