美光出貨全球首款 176 層 NAND，實(shí)現閃存性能和密度的重大突破

內存和存儲解決方案領(lǐng)先供應商 Micron Technology Inc.（美光科技股份有限公司）近日宣布已批量出貨全球首款 176 層 3D NAND 閃存，一舉刷新行業(yè)紀錄，實(shí)現閃存產(chǎn)品密度和性能上的重大提升。 美光全新的 176 層工藝 與先進(jìn)架構共同促成了此項重大突破，使數據中心、智能邊緣平臺和移動(dòng)設備等一系列存儲應用得以受益，實(shí)現性能上的巨大提升。

美光技術(shù)與產(chǎn)品執行副總裁 Scott DeBoer 表示：“美光的 176 層 NAND 樹(shù)立了閃存行業(yè)的新標桿，與最接近的競爭對手同類(lèi)產(chǎn)品相比，堆疊層數多出近 40%。結合美光的 CMOS 陣列下 (CMOS-under-array) 架構，該項技術(shù)幫助美光繼續在成本方面保持行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢?！?nbsp;  

該款 176 層 NAND 產(chǎn)品采用美光第五代 3D NAND 技術(shù)和第二代替換柵極架構，是市場(chǎng)上最先進(jìn)的 NAND 技術(shù)節點(diǎn)。與美光的上一代大容量 3D NAND 產(chǎn)品相比，176 層 NAND 將數據讀取和寫(xiě)入延遲縮短了 35% 以上，極大地提高了應用的性能。[1] 美光的 176 層 NAND 采用緊湊型設計，裸片尺寸比市場(chǎng)最接近同類(lèi)產(chǎn)品縮小近 30%，是滿(mǎn)足小尺寸應用需求的理想解決方案。

采用突破性技術(shù)，發(fā)揮閃存巨大潛力，服務(wù)多元化市場(chǎng)

美光執行副總裁兼首席業(yè)務(wù)官 Sumit Sadana 表示：“采用美光的 176 層 NAND 后，我們的客戶(hù)將實(shí)現突破性的產(chǎn)品創(chuàng )新。我們將在廣泛的產(chǎn)品組合中部署這項技術(shù)，在 NAND 應用的各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現價(jià)值，重點(diǎn)把握 5G、人工智能、云和智能邊緣領(lǐng)域的增長(cháng)機會(huì )?！?/p>

美光 176 層 NAND 擁有全面設計和行業(yè)首屈一指的密度，應用廣泛，在多個(gè)行業(yè)將不可或缺，包括移動(dòng)設備存儲、自動(dòng)駕駛系統、車(chē)載信息娛樂(lè )以及客戶(hù)端 (PC) 和數據中心的固態(tài)硬盤(pán) (SSD)。

美光 176 層 NAND 的服務(wù)質(zhì)量 (QoS[2]) 進(jìn)一步提升, 這對數據中心 SSD 的設計標準而言至關(guān)重要[3]——它能更快應對數據密集型環(huán)境和工作負載，例如數據湖、人工智能 (AI) 引擎和大數據分析。對于 5G 智能手機而言，提升的 QoS 意味著(zhù)多個(gè)應用程序啟動(dòng)和切換更加快速，帶來(lái)流暢、反應迅速的移動(dòng)體驗，真正實(shí)現多任務(wù)處理和 5G 低延遲網(wǎng)絡(luò )的充分利用。

在開(kāi)放式 NAND 閃存接口 (ONFI) 總線(xiàn)上，美光第五代 3D NAND 也實(shí)現了行業(yè)領(lǐng)先的 1600 MT/秒最大數據傳輸速率，比此前提升了 33%[4]。更快的 ONFI 速度意味著(zhù)系統啟動(dòng)更迅速、應用程序性能更出眾。在汽車(chē)應用中，這種速度將讓車(chē)載系統在發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)后近乎即時(shí)地響應，從而為用戶(hù)帶來(lái)更好的體驗。

美光正與業(yè)界開(kāi)發(fā)者合作，將新產(chǎn)品快速應用到解決方案中。為了簡(jiǎn)化固件開(kāi)發(fā)，美光 176 層 NAND 提供單流程 (single-pass) 寫(xiě)算法，使集成更為便捷，從而加快方案上市時(shí)間。

創(chuàng )新架構，實(shí)現出眾的密度和成本優(yōu)勢

隨著(zhù)摩爾定律逐漸逼近極限，美光在 3D NAND 領(lǐng)域的創(chuàng )新對確保行業(yè)滿(mǎn)足數據增長(cháng)需求至關(guān)重要。為了實(shí)現這一目標，美光開(kāi)創(chuàng )性地結合了堆棧式替換柵極架構、創(chuàng )新的電荷捕獲技術(shù)和 CMOS 陣列下 (CuA)[5] 技術(shù)。美光的 3D NAND 專(zhuān)家團隊利用專(zhuān)有的 CuA 技術(shù)取得了大幅進(jìn)步，該技術(shù)在芯片的邏輯器件上構建了多層堆棧，將更多內存集成封裝在更緊湊的空間中，極大縮小了 176 層 NAND 的裸片尺寸，提升了單片晶圓的存儲容量。

同時(shí)，美光還將 NAND 單元技術(shù)從傳統的浮動(dòng)柵極過(guò)渡到電荷捕獲，提高了未來(lái) NAND 的可擴展性和性能。除了電荷捕獲技術(shù)，美光還采用了替換柵極架構，利用其中的高導電性金屬字線(xiàn)[6] 取代硅層，實(shí)現了出類(lèi)拔萃的 3D NAND 性能。采用該技術(shù)后，美光將大幅度降低成本，繼續領(lǐng)跑業(yè)界。

通過(guò)采用這些先進(jìn)技術(shù)，美光提升了產(chǎn)品耐用度，這將使各種寫(xiě)入密集型應用特別受益，例如航空航天領(lǐng)域的黑匣子以及視頻監控錄像等。在移動(dòng)設備存儲中，176 層 NAND 的替換柵極架構可將混合工作負載性能提高 15%[7]，從而支持超快速邊緣計算、增強型人工智能推理以及圖像顯示細膩的實(shí)時(shí)多人游戲。

供應情況

美光 176 層三層單元 (TLC) 3D NAND 已在美光新加坡晶圓制造工廠(chǎng)量產(chǎn)并向客戶(hù)交付，包括通過(guò)其 英睿達 (Crucial) 消費級 SSD 產(chǎn)品線(xiàn)。美光將在 2021 日歷年推出基于該技術(shù)的更多新產(chǎn)品。

資源

●   產(chǎn)品頁(yè)面： 176 層 NAND 

●   博客： 再次挑戰“不可能” - 美光出貨 176 層 NAND 

●   白皮書(shū)： 美光向下一代 3D NAND 替換柵極技術(shù)過(guò)渡 

[1]   對比數據基于美光大容量浮動(dòng)柵極 96 層 NAND。如對比 128 層替換柵極 NAND，美光 176 層 NAND產(chǎn)品的數據讀取和寫(xiě)入延遲均降低 25% 以上。

[2]   服務(wù)質(zhì)量 (QoS) 特指SSD響應時(shí)間的穩定性和可預測性。

[3]   與美光96層大容量浮動(dòng)柵極NAND相比，服務(wù)質(zhì)量提升來(lái)自于區塊尺寸及讀取延遲波動(dòng)的縮減。

[4]   提升數據來(lái)自與美光前兩代3D NAND (96層NAND和128層NAND) 最大數據傳輸速率1,200 MT/s的對比。

[5]   CMOS 即互補金屬氧化物半導體。

[6]   字線(xiàn)連接 NAND 內存陣列中每個(gè)存儲元件的柵極，用于選擇、編程和擦除 NAND 內存陣列中的內存單元組。

[7]   該數據源自與采用 96 層浮動(dòng)柵極 NAND的美光上一代UFS3.1多芯片封裝對比。