3DNAND原厂：哪家芯片存储效率更高？_栅极_技巧

随着数据存储需求的日益增长，3D NAND闪存技能凭借其高密度和低本钱特性，已成为非易失落性存储领域的关键技能。
为知足面积密度的持续缩放趋势，3D NAND层数不断增加，这匆匆使了双层乃至三层架构的涌现，以避免对更繁芜蚀刻工艺的需求。
然而，这种多层构造在两层交界处引入了新的可靠性寻衅。

近期，TechInsights对从SK hynix 2TB SSD（型号H25T3TDG8C-X682，利用PC811 HFS002TEM9X152N设备）中提取的SK hynix 238L 512 Gb 3D NAND芯片剖析，并针对市场上的主流产品包括三星236L、SK hynix 238L、美光232L以及长江存储232L等2xx层TLC NAND产品，同时还有KIOXIA和西部数据的112L/162L以及Solidigm的144L/192L（FG）产品线，作了比拟剖析：

个中，有一个评估3D NAND单元效能时的关键指标， 垂直单元存储效率(VCE， vertical cell efficiency)，它对NAND单元的工艺、设计、集成及设备运行至关主要 。
随着堆叠的总栅极数增加，单元VC孔的高度也随之上升。
为降落VC高度和长宽比，一种策略是通过减少dummy栅极、通道栅极和选择栅极的数量来提升垂直单元效率。
VCE可定义为生动单元占总栅极的比例，即生动WL（Word Line）数量除以总集成栅极数量。

例如，一个NAND串由生动WL、通道WL（含dummy WL）和选择器（源/漏极）组成。
若其包含96个生动WL和总计115个栅极，则VCE为83.5%，打算方法为96除以115。
VCE越高，对工艺集成越有利，能实现更低的长宽比和更高的生产效率。

三星在每一代产品中均保持最高的VCE水平，如单层构造的128L达到94.1%，176L COP V-NAND为92.1%，而236L第二代COP V-NAND则达到了94.8%。
长江存储的232L Xtacking3 VCE为91.7%，美光232L为91%。
KIOXIA的162L产品VCE稍低，为88%。
SK hynix 238L拥有259个总栅极，VCE为91.9%，只管较出色，但仍略低于三星的236L水平。

随着3D NAND技能向更高层数发展，提高垂直单元效率成为降落制造繁芜度、提升本钱效益的关键成分，而各存储巨子之间的技能竞赛也正环绕这一核心指标激烈展开。

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2024年第二季度，3D NAND闪存技能路线图迎来了最新更新，展现了存储技能领域的快速发展和竞争格局。
以下是对紧张厂商技能进展的深入剖析：

V7世代：三星已将单层构造改为双层构造，并将2D外围阵列设计转变为Cell-on-Periphery（COP）集成。
目前，三星已向市场推出第二代COP构造的V8 236层1Tb TLC产品。

最新发布的V9代为靠近300层的286层产品，再次表示了其在层数上的打破。
三星还将引入稠浊键合技能（hybrid bonding），类似于铠侠（KIOXIA）即将推出的218层CBA技能和长江存储（YMTC）现有的Xtacking技能。

V6P版本：三星为990 EVO新增了133层V6 Prime（V6P）版本，作为128层V6的补充。
133层为单层构造，无COP设计，总门数为133，有效字线数由128增至133，512Gb裸片上两个面各有两个子平面，速率提升至1600MT/s。

连续沿用BiCS构造，当前市场上紧张为112层（第5代）产品，去年推出了162层的第6代BiCS，但该代产品生命周期可能较短。

操持跳过第7代，直接进入BiCS第8代，第直接采取218层，后续正在开拓284层的产品，两者都将采取两片晶圆的稠浊键合技能。
若300层以上技能进展顺利，可能会跳过284层。

美光在128层时从FG CuA转为CTF CuA集成办法，已推出176层和232层产品。

目前正开拓第7代产品，估量低于300层，类似三星的286层，未来可能直接跳至400层以上。

Solidigm（原Intel NAND业务）已推出144层QLC NAND，采取三甲板设计。
192层QLC已面市，下一步将迈向更高层数，但其操持受SK海力士影响存在变数。

SK海力士连续采取4D PUC构造，V7 176层产品将在2024年持续供应，而238层V8 4D PUC产品将很快广泛运用于市场。
去年已宣告321层V9 4D PUC样品，下一个节点可能为3yy层（如370层或380层），位于400层以下。

Xtacking构造：长江存储采取双晶圆稠浊键合的Xtacking构造，跳过了176层，直接进入232层。
在开拓232层之前，长江存储内部曾有过192层和198层样品，但终极选择了直接过渡到232层。

下一代G5产品将拥有超过300层，并采取Xtacking 4技能。
由于受到美国芯片禁令影响，长江存储可能将更多精力转向已发布的128L和232L QLC设备，并为未来3D NAND开拓多Xtacking技能。
同时，长江存储正对包括美光在内的NAND竞争对手提起专利诉讼。

旺宏已向市场供应了首款3D NAND产品，如为任天国Switch供应的48层3D NAND芯片，目前正在采购干系零部件。
旺宏正在开拓第二代96层产品。

未来两到三年内，市场有看见到超过500层乃至600、700层的3D NAND产品，这将依赖于更前辈的稠浊键合技能和优化的铁电材料，以及低温HAR蚀刻技能。