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232层的3D闪存芯片来了,数据传输速率提高50%,容量可达2TB。

美光继上次抢先推出176层3D NAND后,近日又率先推出环球首款232层NAND。

△图源美光科技
提及来,跟NAND层数较劲这事儿,并不是美光一家在做。
比如美光的老对手三星,干系研究中央也聚焦在层数上:此前,三星曾抢先业界公布了第八代V-NAND的细节,堆栈层数超过200层。
以是这样“堆高高”,究竟能给芯片性能带来多大的提升?
堆栈层数就像盖楼房层数越高,NAND闪存可具有的容量就越大。
可以做这样一个大略的比喻:
在一个人满为患的城市,这里的房地产价格昂贵,向外扩展本钱很大,唯一的办法是通过增加楼层以支持不断增长的人口,这里的楼层就相称于NAND层。
同样的,停车场和一些根本举动步伐紧张位于建筑物下方,以提高空间效率,这相称于最底下的CMOS层。
将NAND的位单元阵列堆叠到更多层中,可在每平方毫米硅片上供应更多存储位,从而实现更高的密度和更低的本钱。
3D NAND把办理思路从纯挚提高制程工艺转变为堆叠多层,成功办理了平面NAND在增加容量的同时性能降落的问题,实现容量、速率、能效及可靠性等全方位提升。
△图源美光科技
和三星等其他竞争芯片比较,美光新的技能将每单位面积存储的比特密度提高了一倍,每平方毫米封装14.6Gb。
它的1TB芯片被捆绑在2TB的封装中,每个封装的边长都不超过一厘米,可以存储大约两周时长的4K视频。
此外,美光还对芯片的最底层进行了改进,最底下的CMOS层由逻辑和其他电路组成,这些电路卖力掌握读写操作以及尽可能快速有效地在芯片内外获取数据。
美光优化了其数据传输路径,降落芯片输入和输出的电容,将数据传输速率提高了50%,达到2.4Gb/s。
层数的较劲自从NAND 闪存进入3D时期,堆栈层数犹如摩天算夜楼一样越来越高,从最初的24/32层一起堆到了现在的176层乃至232层。
层数的较劲是全体行业的竞争,三星、美光、SK海力士等企业都致力于层数的打破。
三星是NAND闪存的龙头企业,3D NAND就源于三星。
2013年,三星设计了一种垂直堆叠单元的方法,它将单元集中在单个楼层(类似高层公寓)上,这也是环球首个3D单元构造“V-NAND”,当年可以实现24层堆叠。
此后,三星不断更新技能和扩增家当线,10年间推出了7代产品,以掩护自己在NAND闪存市场的地位。
2020年,三星推出了176层的第七代“V-NAND”,它采取了“双堆栈”技能,不是一次性蚀刻所有层,而是将它们分成两部分,然后一层一层堆叠。
因此,第七代V-NAND相较于与第六代的100层,其单元体积减少了35%,它可以在不增加高度的情形下将层数增加到176,同时还可以降落功耗,使效率提高16%。
不过,虽然三星曾抢先公布了第八代V-NAND的细节,称其堆栈层数会超过200层,但这回率先量产200+层闪存的却是美光。
值得一提的是,在这次美光发布的232层3D闪存芯片中,NAND的堆栈技能并不是创始,而是与三星第七代一样采取“双堆栈”技能。
也便是说,将232层分成两部分,每个部分116层,这些层的堆叠是从一个深而窄的孔开始,通过导体和绝缘体的交替层蚀刻。
然后用材料添补孔并加工形成器件的比特存储部分。蚀刻和添补穿过所有这些层的孔的能力是该技能的关键限定。
△图注:图源美光科技
目前,国产芯片企业长江存储的第三代QLC 3D NAND闪存实现了128层堆叠。
对付层数的较劲,网友也抱有很乐不雅观的态度:
增加层数险些不会带来新的问题。
参考链接:[1] https://spectrum.ieee.org/micron-is-first-to-deliver-3d-flash-chips-with-more-than-200-layers[2] https://news.ycombinator.com/item?id=32243862[3] https://ee.ofweek.com/2021-12/ART-8320315-8110-30538953.html
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