双通道单脉冲直流误符凯时KB88平台登陆官网空间电荷栅极NAND非易失性闪存存储器作为存储行业的突破性革新已有多年发展历史，随着2D NAND容量达到极限，以及晶体管越来越小，NAND的编程时间变长，擦写次数变少，能够将内存颗粒堆叠起来的3D NAND应运而生，可以支持在更小的空间内容纳更高的存储容量，在需要存储海量数据的时代有着重大价值。

　　依托于先进工艺的3D NAND，氧化层越来越薄，面临可靠性和稳定性的难题，未来的3D NAND将如何发展？如何正确判断一款3D NAND的总体效率？

　　在2020年的闪存峰会上，TechInsights高级技术研究员Joengdong Choe发表了相关演讲，详细介绍了3D NAND和其他新兴存储器的未来。TechInsights是一家对包括闪存在内的半导体产品分析公司。

　　Choe介绍了2014-2023年的世界领先存储公司的闪存路线图，包括三星、铠侠（原东芝存储）、英特尔、美光凯时KB88平台登陆官网、SK 海力士和长江存储等公司的3D NAND技术发展路线凯时KB88平台登陆官网。

　　Choe给出的路线图显示，三星电子最早在3D NAND开拓疆土凯时KB88平台登陆官网，2013年8月初就宣布量产世界首款3D NAND，并于2015年推出32层的 3D NAND凯时KB88平台登陆官网，需要注意的是凯时KB88平台登陆官网，三星将该技术称之为V-NAND而不是3D NAND。

　　之后凯时KB88平台登陆官网，三星陆续推出48层、64层、92层的V-NAND，今年又推出了 128层的产品凯时KB88平台登陆官网。

　　SK 海力士稍晚于三星，于2014年推出3D NAND产品，并在2015年推出了36层的3D NAND，后续按照48层、72层/76层、96层的顺序发展，同样在今年推出128层的3D NAND闪存。

　　美光和英特尔这一领域是合作的关系，两者在2006年合资成立了Intel-Micron Flash Technologies（IMFT）公司，并联合开发NAND Flash和3D XPoint。不过，两者在合作十多年之后渐行渐远凯时KB88平台登陆官网，IMFT于2019年1月15日被美光以15亿美元收购，之后英特尔也建立起了自己的NAND Flash和3D XPoint存储器研发团队。

　　相较于其他公司，国内公司3D NAND起步较晚，直到2017年底凯时KB88平台登陆官网，才有长江存储推出国产首个线D NAND闪存。不过长江存储发展速度较快凯时KB88平台登陆官网凯时KB88平台登陆官网，基于自己的Xtacking架构直接从64层跨越到128层，今年4月宣布推出128层堆栈的3D NAND闪存，从闪存层数上看，已经进入第一梯队。

　　近期，长江存储CEO杨士宁也在2020北京微电子国际研讨会暨IC World学术会议上公开表示凯时KB88平台登陆官网，长江存储用3年的时间走过国际厂商6年的路，目前的技术处于全球一流水准，下一步是解决产能的问题。

　　值得一提的是，在中国闪存市场日前公布的Q3季度全球闪存最新报告中凯时KB88平台登陆官网，三星、铠侠、西部数据、SK 海力士、美光、英特尔六大闪存原厂占据了全球98.4%的市场份额，在剩下的1.6%的市场中，长江存储Q3季度的收入预计超过1%，位列全球第七。

　　不过，Choe指出，大众倾向于将注意力集中在闪存层数上可能是一种误导，因为字线（带有存储单元的活动层）的实际数量会有很大的不同，例如可以将其他层作为伪字线，以帮助缓解由较高层数引起的问题。

　　Choe表示，判断3D NAND工作效率的一种标准是用分层字线的总数除以总层数，依据这一标准，三星的拥有最优秀的设计凯时KB88平台登陆官网，不过三星也没有使用多个层或堆栈，不像其他厂商当前的闪存那样使用“串堆栈”凯时KB88平台登陆官网。

　　长江存储的设计有些特别，因为它有一些电路在闪存的顶部，而CMOS在连接到闪存之前，是在更大的工艺节点中制造的。Choe认为这种技术有潜力，但目前存在产量问题。

　　另外，各个公司使用工艺也不尽相同，比较典型的就是电荷撷取闪存技术（Charge trap flash，简称CTF）和传统浮栅存储器技术（Floating gate，简称FG）凯时KB88平台登陆官网。

　　CTF使用氮化硅来存储电子，而不是传统FG中典型的掺杂多晶硅。具体而言凯时KB88平台登陆官网凯时KB88平台登陆官网，FG将电子存储在栅极中，瑕疵会导致栅极和沟道之间形成短路凯时KB88平台登陆官网，消耗栅极中的电荷，即每写入一次数据凯时KB88平台登陆官网，栅极电荷就会被消耗一次，当栅极电荷被消耗完时，该闪存就无法再存储数据。而CTF的电荷是存储在绝缘层之上凯时KB88平台登陆官网，绝缘体环绕沟道，控制栅极环绕绝缘体层，理论而言写入数据时凯时KB88平台登陆官网，电荷未被消耗，可靠性更强。

　　Choe指出在当前的存储芯片公司中，英特尔和美光一直使用的是传统的浮栅级技术，而其他制造商则依靠电荷撷取闪存设计。美光直到最近发布176层才更换新的技术，英特尔的QLC在使用浮栅技术的情况下，可以保持更好的磨损性能，但这也会影响其闪存的耐用性、可靠性、可扩展性以及其他性能优势。

　　Choe在演讲中提到，铠侠未来将用到的分离栅结构或分离单元结构技术也很有趣，它可以使存储器的密度直接增加一倍，并且由于分离单元结构的半圆形形状而拥有特别坚固的浮栅结构，具有更强的耐用性。

　　Choe预计凯时KB88平台登陆官网，随着平台或堆栈数量的增加（目前最多为两个），闪存层数将继续增加，每个闪存芯片的存储量也会相应增加。Choe认为，这与其他技术，例如凯时KB88平台登陆官网凯时KB88平台登陆官网凯时KB88平台登陆官网，硅通孔（TSV），叠层封装（PoP / PoPoP）以及向5LC / PLC的迁移一样，都在下一个十年指向500层以上和3 TB裸片。

　　另外，Choe详细说明了闪存的成本是按照每GB多少美分来计算的，这意味着未来3D闪存的架构将越来越便宜，不过2D闪存的价格依然昂贵凯时KB88平台登陆官网，甚至比3D闪存贵很多倍。

　　谈到尖端闪存技术的推进，Choe认为尖端闪存总是首先进入移动和嵌入式产品，例如5G手机是当下的主要驱动力。他还指出，2D平面闪存仍然有一些应用市场，通常将其视为低延迟SLC用作3D XPiont的存储类内存（SCM）的替代品，如Optane或美光最近发布的X100凯时KB88平台登陆官网，尽管X100在消费市场并不常见。

　　目前，100层以上的3D闪存产品凯时KB88平台登陆官网，目前已经发布了SK 海力士128L Gold P31和三星128L 980 PRO，美光最近也基于176L flash发布了Phison E18的硬盘原型。另外，西部数据和铠侠的BiCS5和英特尔的144层产品将在明年发布。

　　更好的控制器需要更高密度的闪存，未来几年闪存将向更快和更大容量的方向发展。