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2021年02月19日 | 170层！铠侠全新3D NAND问市，继续向顶峰迈进
2021-02-19 来源：半导体行业观察
据日经新闻报道，日本芯片制造商Kioxia开发了大约170层的NAND闪存，加入了与美国同行Micron Technology和韩国的SK Hynix的竞赛。
据报道，铠侠新的NAND存储器是与美国合作伙伴Western Digital共同开发的，其写入数据的速度是Kioxia当前最高端产品（112层）的两倍以上。
Kioxia原名Toshiba Memory，他们计划在正在进行的国际固态电路大会（每年一度的全球半导体行业论坛）上推出其新款NAND，并预计最早在明年开始量产。
它希望能够借助这些产品，满足数据中心和智能手机相关的需求，因为第五代无线技术的兴起，带来了更大，更快的数据传输。但是该领域的竞争已经在加剧，美光和SK Hynix在Kioxia之前宣布了176层NAND。
Kioxia还成功地通过其新的NAND在每层上集成更多的存储单元，这意味着与相同容量的存储器相比，它可以使芯片缩小30％以上。较小的芯片将使智能手机，服务器和其他产品的构造具有更大的灵活性。
为了提高闪存的产量，Kioxia和Western Digital计划今年春季在日本四日市开始建设一个1万亿日元（合94.5亿美元）的工厂。他们的目标是在2022年使第一批生产线上线。
Kioxia在日本北部现有的Kitakami工厂旁边也收购了很多工厂，因此可以根据未来需求根据需要扩大产能。
存储厂商们各自努力，176层顶峰见真章
在全球NAND市场份额中，虽然美光排在第七位，但是在堆叠能力方面，美光却毫不逊色。美光是第一家发布176层3D NAND的存储厂商，其第五代3D NAND闪存是176层构造，这也是自美光与英特尔的存储器合作解散以来推出的第二代产品。2020年11月9日，美光宣布将批量发售世界上第一个176层3D NAND。
据美光官网介绍，该176层NAND采用了独特的技术，替换门架构将电荷陷阱与CMOS阵列下（CuA）设计相结合，与同类最佳竞争产品相比，其die尺寸减小了约30％。
与美光的大容量浮栅96层NAND相比，其读写时间缩短35％。与128层替换门NAND相比，美光公司176层NAND的读取延迟和写入延迟均提高了25％以上。在开放NAND闪存接口（ONFI）总线上，其最大数据传输速率为每秒1600兆传输（MT / s），据称是行业领先的。两者共同意味着系统启动速度更快，存储在NAND中的应用程序启动速度更快。
美光的96L和128L NAND最高速度为1200 MT / s。与美光等效的96L产品相比，176L产品在移动存储中的混合工作负载性能提高了15％。据报道指出，在使用电荷陷阱单元设计替代栅极设计之后，美光似乎已大大降低了闪存每一层的厚度。数据显示，176L裸片的厚度仅为45μm，总厚度与美光公司的64L浮栅3D NAND相同。
再就是SK海力士，据Anandtech报道，SK hynix日前发布了其最新一代的3D NAND。这是SK hynix的第三代产品，其PUC（Periphery under Cell）设计的特点是通过在存储器单元阵列下放置外围逻辑来减小芯片尺寸，类似于英特尔和美光的CMOS下阵列设计。SK hynix将这种裸片布局及其charge trap闪存单元的组合称为“ 4D NAND”。SK hynix命名为“ 4D NAND Flash”，主要是以突出通过在2018年将来自96层NAND Flash的CTF单元结构和PUC技术相结合而实现性能和生产率的差异。
这一代的变化包括位生产率提高了35％（仅比理论上从128层增长到176层时的值稍低），单元读取速度提高20％。NAND die和SSD控制器之间的最大IO速度已从128L NAND的1.2GT / s增加到176L NAND的1.6GT / s。
SK hynix计划首先将其176层 NAND用于移动产品（即UFS模块），该产品将在明年中期左右推出，其读取速度提高70％，写入速度提高35％。然后，消费者和企业级固态硬盘将跟进移动产品。SK海力士还计划基于其176层工艺推出1Tbit模具。
随着六家制造商在全球范围内为赢利而激烈竞争，NAND闪存部门正在整合。今年10月20日，SK海力士和英特尔签署了一项协议，根据该协议，SK海力士将以90亿美元的价格收购英特尔的NAND存储器和存储业务。该交易包括NAND SSD业务，NAND组件和晶圆业务以及中国大连NAND存储器制造厂。若交易达成，SK海力士将超越日本Kioxia，成为NAND内存市场的全球第二大厂商，并进一步缩小与行业领头羊三星之间的差距。SK 海力士以90亿美元收购英特尔 NAND Flash 业务，其核心是拿下作为3D NAND 存储器生产重镇的大连晶圆厂。
面对SK海力士和美光在3D闪存堆叠上的成就，其他闪存厂商也是在快马加鞭加紧研发的步伐。
三星电子作为全球NAND领导者，占有33.8％的市场份额，如果三星想在很长一段时间内保持这一头把交椅，就必须始终走在前面。毕竟，存储芯片业务是该公司免于遭受COVID-19打击的2020年第一季度遭受巨额利润下降的原因。根据韩国出版物The Bell的最新报告，该公司已经在下一代闪存芯片的开发方面取得了重大进展。
三星电子计划在2021年上半年大规模生产具有170层或更多层的第七代V-NAND闪存，并将使用字符串堆叠方法，结合两个88L模具，新芯片还将采用“双栈”技术。行业观察家表示，由于三星电子改变了其堆叠方法，该产品的发布已被推迟。今年6月初，三星宣布将在其位于韩国京畿道平泽工厂2号线的工厂中建设新的NAND闪存芯片生产设施。三星表示，将在新地点大规模生产其“尖端V-NAND存储器”芯片。
史海拾趣