N「芯观点」3D NAND Flash走向层数和产能大战( 二 )

从技术发展来看，各家仍在层数上一较高下。三星早在2013年便开始量产3D NAND Flash，采用CTF电荷撷取闪存（charge trap flash，简称CTF）路线，相比传统的FG（Floating Gate，浮栅极）技术难度要小一些。目前三星已量产176层NAND Flash。另外，三星也公布了下一代NAND Flash的细节，堆栈层数超过200层。
韩国另一存储大厂SK海力士则在去年宣布了的一个大事件，即斥资90亿美元收购英特尔的NAND Flash业务，且已通过各国的反垄断调查。在产品进展上，有消息称SK海力士在今年第四季度开始量产176层NAND Flash。
铠侠投入研发的时间较早，在2007年独辟蹊径地推出了BiCS技术，今年2月宣布与西部数据共同开发出了162层NAND Flash。
美光是全球最早宣布176层NAND Flash量产的厂商，该产品结合采用替换栅极工艺和新单元结构的新阵列结构，提高性能的同时缩小了尺寸。
中国大陆的长江存储入局较晚，2017年发布了首款3D NAND Flash，2019年基于自主研发的Xtacking1.0 架构闪存技术，成功量产 64 层 TLC 3D NAND 闪存。今年则开始量产128层3D NAND Flash。
未来走向何方？
其实不止层数，各家也在产能上下了很大的功夫。三星电子将在平泽第3工厂（P3）安装新的3D NAND芯片生产线，以提高176层3D NAND芯片产量，届时将拥有4万-5万片的月产能；铠侠和西部数据计划今年春季在日本四日市建设一个1万亿日元（合94.5亿美元）的工厂，预计2022年开通第一批生产线。与此同时，铠侠在日本Kitakami工厂旁边也收购了很多工厂，以便未来能够根据需要扩大产能。另外，也有SK海力士和美光从第四季度开始提高176层3D NAND芯片产量的消息不断传来。
如今176层3D NAND Flash已大幅量产，200层甚至更高层数的产品也已曝光，未来3D NAND Flash将走向何方？

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SK海力士曾在今年3月份的IEEE国际可靠性物理研讨会上分享了自己的看法，其认为可以在不久的将来把3D NAND Flash的层数扩展到600层以上，届时每一层将变得更薄，NAND单元更小，存储容量会更大。另有行业专家指出3D NAND Flash可以堆叠到1000层。
不过层数越多也就意味着技术难度越大。Jim Handy解释到，要通过3D结构降低成本，就必须一层一层增加堆叠，然后钻孔穿过每一层，才能完成整个过程。如何在钻孔更深的同时保证钻孔的精确度，避免方向偏移造成孔道下方变窄或者上窄下宽是3D NAND面临最大的难题。因此各大存储厂商花费了大量的时间精力研究如何增加层数，同时让每一层更薄。
据了解，存储厂商目前应对的“秘诀”是先堆叠32层或者64层钻好孔，然后往上叠加32层或者64层，再进行钻孔。“这个方法是可行的，而且这项技术目前尚未发现层数限制。”Jim Handy补充说道。
从各家的发展情况来看，都在追求更高的层数以增加存储容量，铠侠CEO柳茂知则在闪存峰会上表示，“部分人可能认为堆叠层数是3D NAND容量增长的最重要参数，但是其实并不完全正确，没有必要以厚度增加为代价一味增加堆叠层数。”
总结：虽然现在还无法预测3D NAND Flash最高可堆叠至多少层，不过可以预期的是，三星、SK海力士、铠侠、美光、长江存储等全球主要存储厂商的层数和产能大战还将继续。
【 N「芯观点」3D NAND Flash走向层数和产能大战】（校对/木棉）