三星176层3D NAND性能参数揭秘

起初,NAND Flash的发展是从2D 平面结构开始,但在尺寸微缩及密度增加的压力下,NAND Flash由平面结构升级为三维架构,并通过工艺技术提升逐渐往上增加存储单元的层数(Layer ),把存储单元像盖大楼一样层数堆叠得越来越多。从2014年的32层3D NAND发展到现在已经实现100+堆叠层数的量产,Wafer单位面积的容量增长数倍,这也是NAND Flash产出持续增长的主要因素。

对堆叠层数的向上突破,也是各原厂技术竞争的主赛道之一。继美光、SK海力士去年先后发布176层3D NAND之后,铠侠与西部数据也于今年2月份宣布推出新一代162层闪存技术。相较之下,存储龙头三星在这一轮技术较量中却低调许多,仅在一季度财报会议中对下一代176层技术稍作提及,除此之外更多的是韩媒的相关报道。

消息称,三星第7代176层3D NAND将采用“双堆栈”技术,并计划在今年下半年推出基于此技术的消费类SSD,还计划扩展至数据中心SSD产品。尽管目前三星官网尚未系统披露176层3D NAND产品的具体规格,然而,在今年2月份的一场学术会议中,三星对此做了详尽披露。

文章中,三星介绍在研发过程中其面临的技术难点主要有:

1、随着层数堆叠的增加,cell-string电阻随之增加;

2、随着存储单元间隔的缩小,单元之间干扰增加;

3、需要更高的I/O带宽以加快数据传输速度;

4、由于外围电路与存储阵列面积相当,芯片尺寸小型化也是一项挑战。

通过将4个128Gb存储阵列组合在一起,第7代V-NAND单颗Die容量为512Gb,其读取、写入性能达1.84GB/s、184MB/s,I/O速度达2Gbps,相较上一代实现了大幅提升。

三星176层3D NAND性能参数揭秘

数据爆发式增长是推动闪存技术提升的根本动力,那么存储密度这一参数自然成为人们关注关键参数。文章显示,三星176层TLC产品存储密度达8.5Gb/mm²,为历代产品中最高。

三星176层3D NAND性能参数揭秘

而将三星176层产品与SK海力士和西部数据/铠侠最新产品相比,虽然容量密度并非最优,却在写入性能及I/O速度上较为优异,各家产品各有长短。

三星176层3D NAND性能参数揭秘
数据来源:IEEE Xplore

当前,尽管各家原厂之间3D NAND技术各有千秋,然而大家对高容量、高性能、低功耗器件的追求是永恒不变的真理。为实现这一目标,各大原厂不断突破,一次次刷新纪录,而这也是存储产业持续保持生命力的秘诀。

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