原廠技術(shù)到底哪家強?鎧俠官宣162層3D NAND新技術(shù),產(chǎn)量提升70%!
2021 年 03 月 02 日
新一代3D NAND技術(shù)已迎來新的戰(zhàn)局,繼美光和SK海力士在2020年底陸續(xù)推出新一代176層3D NAND之后,鎧俠和西部數(shù)據(jù)也正式宣布推出162層3D NAND技術(shù),三星也稱將在2021年推出第七代V-NAND,再加上英特爾大力推廣144層3D NAND,硝煙已四起。

鎧俠與西部數(shù)據(jù)162層3D NAND,每片Wafer晶圓Bit產(chǎn)量將增加70%
鎧俠(Kioxia)與西部數(shù)據(jù)(Western Digital)宣布,開發(fā)出的第六代162層3D NAND技術(shù),與第五代(112層3D NAND)技術(shù)相比,容量密度提高10%,應用程序性能上可改善近2.4倍,讀取延遲上提高10%,I/O性能也可提高66%,滿足當下傳輸速率日益增長的需求。
更值得一提的是,鎧俠和西部數(shù)據(jù)表示,新的162層3D NAND技術(shù)將使單個裸片尺寸減小40%,與上一代相比,每個Wafer晶圓生產(chǎn)的Bit量將增加70%。代表著鎧俠和西部數(shù)據(jù)162層3D NAND技術(shù)將讓每片Wafer晶圓產(chǎn)出更多Bit量的NAND Flash,從而也降低了單位Bit成本。
鎧俠和西部數(shù)據(jù)在提高3D NAND技術(shù)的同時,新工廠產(chǎn)能也呈增長之勢,其在巖手縣北上市新建成的K1工廠已在2020年開始少量投產(chǎn),2021年將逐漸增加產(chǎn)量。此外,鎧俠和西部數(shù)據(jù)也正在四日市存儲器生產(chǎn)基地北側(cè)新建Fab7工廠,第一階段建設計劃于2022年春季完成,在現(xiàn)有的K1工廠旁擴產(chǎn)K2廠區(qū),計劃2022年春季完成,待新工廠建成后,將可望量產(chǎn)162層3D NAND。
美光176層3D NAND使裸片尺寸減小約30%,已在新加坡工廠量產(chǎn)
美光是在2020年11月份宣布開始批量生產(chǎn)全球首個176層3D NAND Flash。與上一代128層3D NAND技術(shù)相比,將讀取延遲和寫入延遲改善了35%以上,基于ONFI接口協(xié)議規(guī)范,最大數(shù)據(jù)傳輸速率1600 MT/s,提高了33%,混合工作負載性能提高15%,緊湊設計使裸片尺寸減小約30%,每片Wafer將產(chǎn)生更多的GB當量的NAND Flash。
美光新的176層3D NAND已在新加坡工廠量產(chǎn),并已通過其Crucial消費類SSD產(chǎn)品線送樣給客戶,將在2021年推出基于該技術(shù)的新產(chǎn)品,瞄準5G、AI、云和智能邊緣領域的增長機會,滿足移動、汽車、客戶端和數(shù)據(jù)中心領域不斷增長的存儲需求。
SK海力士176層3D NAND將Bit生產(chǎn)率提高35%以上,2021年新UFS和SSD產(chǎn)品將面世
SK海力士在2020年12月推出的新一代176層4D NAND,與上一代產(chǎn)品相比,Bit生產(chǎn)率提高了35%以上,從而實現(xiàn)了差異化的成本競爭力,讀取速度比上一代加快了20%,同時數(shù)據(jù)傳輸速度也提高了33%,達到1.6Gbps。此外,SK海力士還將基于176層推出1Tb容量的4D NAND,進一步滿足市場對大容量的需求,以及提高在NAND Flash市場中的競爭能力。
SK海力士計劃在2021年中先基于176層4D NAND推出移動解決方案產(chǎn)品,最大讀取速度將提高70%,最大寫入速度提高35%,再計劃推出消費類和企業(yè)級SSD產(chǎn)品,以拓展其產(chǎn)品應用市場,提高競爭力。
三星第七代V-NAND將在2021年量產(chǎn)
美光、SK海力士、鎧俠、西部數(shù)據(jù)均已推出了第二代100層以上的3D NAND技術(shù),三星雖然未公開發(fā)布第七代V-NAND,也曾表示將在2021年量產(chǎn)第七代V-NAND,并使用“雙堆棧”技術(shù),但具體堆疊層數(shù)并未透露。
不過,三星也強調(diào),采用“雙堆?!奔夹g(shù),不僅更具技術(shù)競爭力,3D NAND也有望堆疊層數(shù)達到256層,是否是第七代NAND,還未可知。
英特爾144層QLC,單顆Die容量達1Tb,大量SSD新品在2021年上市
英特爾最新的144層QLC在容量密度上較96層QLC再度提升約50%,144層QLC單顆Die容量可達1Tb,基于該新技術(shù),英特爾面向數(shù)據(jù)中心推出的U.2規(guī)格的PCIe SSD新品容量超過30TB,消費類市場也發(fā)布了SSD新品。
其中,英特爾消費類670p SSD采用英特爾144層QLC 3D NAND;數(shù)據(jù)中心D7-P5510 SSD則采用144層TLC NAND SSD,U.2形狀規(guī)格具有3.84TB或7.68TB容量,已于2020年第四季度供貨;數(shù)據(jù)中心 D5-P5316 SSD采用144層QLC NAND,將于2021年上半年投產(chǎn),提供15.36 TB和30.30.72 TB兩種容量。
長江存儲128層QLC 3D NAND單顆Die容量達1.33Tb
長江存儲作為3D NAND新晉者,在2020年4月初發(fā)布128層3D NAND ,容量分別為1.33Tb QLC和512Gb TLC 3D NAND,也正在積極的下一代3D NAND技術(shù)的研發(fā),預計將有新的突破。
此外,長江存儲武漢存儲器基地一期產(chǎn)能正在快速爬坡中,以及積極的擴大本土市場應用,同時存儲基地二期項目也已開工建設,持續(xù)擴大產(chǎn)能。
原廠100層以上3D NAND各有千秋,競爭要素多元化,如何看待技術(shù)的發(fā)展
3D NAND技術(shù)發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了大約7、8年發(fā)展歷程,最早是三星推出初代24層堆疊的3D NAND,再到最新的176層3D NAND,進展速度可謂迅猛。3D NAND技術(shù)的發(fā)展,帶來的是單位Bit容量的升級,單位GB成本也將隨之降低,從而推出更大容量的UFS、SSD等產(chǎn)品,性能、功耗也將有明顯的改善。
未來3D NAND技術(shù)突破200層、300層,甚至500層,都將有可能,那么3D NAND技術(shù)是否會有瓶頸?
從原廠3D NAND技術(shù)發(fā)展來看,三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士、英特爾等在100層以下保持著相似的堆疊層數(shù),而超過100層堆疊之后,各家原廠3D NAND在堆疊層數(shù)上有了明顯的差異,出現(xiàn)了128層、112層、144層、162層、176層等堆疊的3D NAND,其根本原因在于堆棧設計的不同,這也將是未來3D NAND堆疊層數(shù)持續(xù)性發(fā)展的關鍵。
據(jù)悉,美光176層3D NAND部件是使用2個88層平臺的字符串堆疊(string stacking )構(gòu)建的512Gbit TLC芯片,三星也曾在介紹第七代V-NAND技術(shù)時表示,第七代V-NAND使用“雙堆棧”技術(shù),而三星在128層工藝節(jié)點,采用的是“單堆棧”技術(shù)生產(chǎn)3D NAND,若采用“雙堆?!奔夹g(shù),不僅更具技術(shù)競爭力,3D NAND也有望堆疊層數(shù)達到256層,甚至有原廠開始采用三層堆棧技術(shù)。
當前原廠最新3D NAND技術(shù)可謂各有千秋,而隨著5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,手機、電腦、智能家居等智能電子終端產(chǎn)品對存儲的需求不僅僅是對存儲容量需求的增加,對性能、功耗等需求也提高。因此,也不能從3D NAND層數(shù)的角度單一衡量,NAND Flash設計更需要綜合考慮層數(shù)、存儲單元間距、單元厚度、性能、效益等,這也是市場競爭的要素。

