NAND閃存走向發(fā)展死胡同？

　　盡管平面浮柵技術(shù)還能夠進(jìn)一步收縮，但工程師們并沒(méi)有過(guò)多關(guān)注，現在只專(zhuān)注于3D NAND。

　　NAND閃存技術(shù)是東芝在1989年推出的，使得拇指驅動(dòng)器，SSD和你的智能機內存成為可能，并最終達到了一個(gè)發(fā)展的死胡同。

　　東芝和其他平面浮柵NAND閃存的主流廠(chǎng)商正在擱置這些工程計劃轉而集中開(kāi)發(fā)3D NAND，又稱(chēng)垂直電荷捕獲或浮柵閃存以及其他3D存儲器。

　　負責東芝的存儲器業(yè)務(wù)副總裁，Scott Nelson稱(chēng)平面或2D NAND閃存將持續售賣(mài)，因為現在仍有許多“較低密度”的應用程序在用它。但是將它收縮到15nm以下的經(jīng)濟性可以說(shuō)是毫無(wú)意義可言。

　　“任何的進(jìn)一步收縮尺寸都太有挑戰性，” Nelson表示，“截至目前，依然沒(méi)有路線(xiàn)圖指明會(huì )出現另一代浮柵?！?/p>

　　令人意外的是，2D NAND的發(fā)展困境是較為近期的。大約一年前半導體研究公司Objective Analysis首席分析師 Jim Handy在和at Imec半導體研究與開(kāi)發(fā)副總裁的談話(huà)中曾表示“實(shí)現13nm平面NAND一路都會(huì )暢行無(wú)阻?！?Imec是半導體企業(yè)研究聯(lián)盟)

　　就在上個(gè)月，Steegen改變了她的看法。

　　“她說(shuō)NAND制造商放棄了這個(gè)計劃，而且把他們所有的資源都放在了3D上，” Handy稱(chēng)，“所以，是的，平面閃存終結在15nm上?！?/p>

　　東芝發(fā)展伙伴閃迪也曾在訪(fǎng)談中有相同表示。

　　2013年，三星第一個(gè)推出了垂直TLC "V-NAND"——一個(gè)基于電荷捕獲閃存(CTF)技術(shù)并且垂直互聯(lián)處理技術(shù)鏈接到單元陣列的32層單元架構。通過(guò)使用后者的技術(shù)，三星的3D V-NAND能提供相對其20nm平面NAND閃存兩倍以上的縮放。

　　東芝今年早期推出了15nm NAND閃存用于嵌入式多媒體卡(eMMC)。東芝和閃迪在其開(kāi)發(fā)更大密度和容量3D技術(shù)的同時(shí)仍將售賣(mài)其15nm平面NAND用于較低容量應用程序。

　　三星的3D V-NAND芯片性比以前的平面NAND閃存提供2到10倍更高可靠性和2倍寫(xiě)入性能。

　　美光在NAND閃存開(kāi)發(fā)方面與英特爾有合作關(guān)系，它的研究與開(kāi)發(fā)副總裁，Scott DeBoer稱(chēng)它們的公司計劃下一步也將集中在2個(gè)新的3D存儲器技術(shù)上。

　　英特爾和美光正在開(kāi)發(fā)基于一個(gè)浮柵存儲器單元的32層3D NAND閃存;它們近期也推出了一個(gè)電阻式RAM(ReRAM)存儲器也就是最近很熱的3D Xpoint。128Gbit芯片，基于新的3D Xpoint技術(shù)，提供比平面NAND高達1000倍的性能和恢復力。英特爾和美光稱(chēng)其3D NAND將控制在256Gbits (32GB)或384Gbits (48GB)每芯片。

　　3D Xpoint技術(shù)是英特爾和美光創(chuàng )造的一個(gè)新型非易失性存儲器的，依靠材料的電阻變化來(lái)實(shí)現非易失性。在存儲單元和選擇器里結合架構和獨一無(wú)二的材料使得3D Xpoint實(shí)現更高密度，性能以及耐久性。

　　美光和英特爾的32層3D NAND旨在降低成本增大容量，而他們的新3D XPoint RAM將取代一些用于高性能應用程序的DRAM和NAND閃存，如大數據分析。

　　英特爾和美光稱(chēng)3D XPoint RAM為“1989年以來(lái)首個(gè)新型存儲器”，提及了浮柵NAND。

　　那么為什么不用3D XPoint取代3D NAND?生產(chǎn)起來(lái)太貴了，英特爾方面稱(chēng)。因為它的價(jià)格點(diǎn)，3D XPoint存儲器將居于DRAM(更快更貴的存在)和3D NAND(更慢更便宜的存在)之間。

　　再加上近期閃迪進(jìn)入實(shí)驗性生產(chǎn)的48層3D NAND芯片。隨著(zhù)這些非易失性存儲器的涌現，平面NAND無(wú)法在規模上競爭，但是從130nm的尺寸(1989年)，甚至是40nm(2006年)也隔了相當長(cháng)一段時(shí)間。

　　考慮到這一點(diǎn)，人類(lèi)的一條DNA鏈直徑是2.5納米，一英寸是25,400,000納米?，F在想一下主要的NAND閃存存儲器制造商都在大肆生產(chǎn)15nm和16nm大小的NAND。沒(méi)有多少空間來(lái)進(jìn)一步收縮了。

　　而與此同時(shí)廠(chǎng)商正在收縮平面NAND制程技術(shù)，他們正在逐漸增加存儲器單個(gè)晶體管或單元的數據比特數數量。從SLC NAND到MLC NAND，再到TLC NAND。

　　問(wèn)題是隨著(zhù)晶體收縮，比特數增加，表現數據存儲的電子從一個(gè)單元泄漏到另一個(gè)里還有了數據錯誤。這意味著(zhù)我們需要更多的糾錯編碼(ECC)來(lái)維持存儲器的可靠性。這一點(diǎn)也已經(jīng)變得越來(lái)越困難了。

　　結果：不再繼續制造尺寸更小更密集的存儲器，廠(chǎng)商開(kāi)始制造垂直NAND類(lèi)似微型摩天大樓——采用電荷捕獲技術(shù)的微小NAND向上堆疊層。

　　東芝和閃迪的BiCS 3D垂直NAND便是如此。

　　“3D NAND有力地回應了未來(lái)相當長(cháng)一段時(shí)間的可預見(jiàn)性縮放比例，”閃迪的存儲器技術(shù)執行副總裁Siva Sivaram表示，而對于縮放平面NAND,則稱(chēng)每年大約增加兩倍容量。

　　一個(gè)1Tbit芯片，外推到一個(gè)SD卡的容量，這將意味著(zhù)一個(gè)產(chǎn)品擁有能存儲800GB到1TB容量到半個(gè)郵票大小對象中的能力。

　　東芝和SanDisk現在都很篤定3D NAND的未來(lái)，它們正在日本三重縣翻新重建一個(gè)更大的晶圓廠(chǎng)專(zhuān)注生產(chǎn)3D NAND閃存芯片。該工廠(chǎng)將于明年竣工，第二季度開(kāi)始大規模生產(chǎn)，Sivaram如是說(shuō)。

　　“我們的重點(diǎn)，現在是3D NAND，”Sivaram表示?！拔覀儧](méi)有做其他的2D產(chǎn)品?！?/p>