什么是3D NAND閃存？

3D NAND是一種新興的閃存類型，通過把存儲單元堆疊在一起來解決2D或平面NAND閃存帶來的限制。從2D NAND到3D NAND就像平房到高樓大廈，所謂3D閃存就是2D閃存的堆疊。Intel曾經(jīng)以蓋樓為例介紹了NAND，普通的NAND是平房，那么3D NAND就是高樓大廈，建筑面積一下子變多了，理論上來講可以無限堆疊，但是由于技術(shù)和材料限制，目前大多數(shù)3D NAND是64層的。

3D NAND不再像2D NAND那樣只是簡單的平面內(nèi)堆棧，它還有VC垂直通道、VG垂直柵極等兩種結(jié)構(gòu)。

3D NAND閃存有什么優(yōu)勢？

新產(chǎn)品的誕生一定是為了彌補舊產(chǎn)品的不足，3D NAND的出現(xiàn)也是因為2D NAND無法滿足人們的需求。NAND閃存不僅有SLC、MLC和TLC幾種類型之分，為了提高其容量、降低成本，NAND的制造工藝也在不斷進步，厚度開始不斷降低。但NAND閃存和處理器還是有很大不同的，雖然先進的工藝帶來了更大的容量，但是其可靠性和性能卻在下降，因為工藝越先進，NAND的氧化層越薄，其可靠性也就越差，廠商就需要采取額外手段彌補這一問題，這必然會提高成本，以至于在某個點之后完全抵消掉制造工藝帶來的優(yōu)勢。

3D NAND將思路從提高制造工藝轉(zhuǎn)移到了堆疊更多層數(shù)，這樣就可以兼顧容量、性能和可靠性了。可以說3D NAND的未來一片光明。

3D NAND的未來

在日本巨型國際存儲工作組（IMW）會議上，應(yīng)用材料公司（Applied Materials）提出，預計到2020年，3D存儲堆疊可以做到120層甚至更高，2021年可以達到140層以上，是目前主流64層的兩倍還多。

層數(shù)的增加也就意味著對工藝、材料的要求會提高，要想達到140層堆疊就必須使用新的基礎(chǔ)材料。而且在堆疊層數(shù)增加的時候，存儲堆棧的高度也在增大，然而每層的厚度卻在縮小，以前的32/36層3D NAND的堆棧厚度為2.5μm，層厚度大約70nm，48層的閃存堆棧厚度為3.5μm，層厚度減少到62nm，現(xiàn)在的64/72層閃存堆棧厚度大約4.5μm，每層厚度減少到60nm，而到了140+層，堆疊厚度將增至大約8微米，每對堆疊層則必須壓縮到45-50nm，每升級一次堆棧厚度都會變成原來的1.8倍，而層厚度會變成原來的0.86倍。

目前，各家廠商都在3D NAND上加大力度研發(fā)，盡可能提升自己閃存的存儲密度，此前SK海力士已經(jīng)量產(chǎn)72層堆疊3D閃存，，東芝與西數(shù)宣布計劃在今年內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)96層堆疊的BiCS4芯片，并會在年底前發(fā)貨。

至于誰能最先做到140層堆疊，我們就要拭目以待了。