据Kedglobal报道,全球最大的存储芯片制造商三星电子公司将于本月晚些时候开始批量生产 290 层第九代垂直 (V9) NAND 芯片,以引领行业向高堆叠高密度闪存过渡的竞争对手。业内消息人士周四表示,随着人工智能时代对高性能和大型存储设备的需求增长,这家韩国芯片制造商还计划明年推出 430 层 NAND 芯片。
NAND 闪存是一种非易失性存储芯片,即使断电也能存储数据。它用于智能手机、USB 驱动器和服务器等设备。据市场研究公司 Omdia 预计,NAND 闪存市场在 2023 年下降 37.7% 后,预计今年将增长 38.1%。为了在快速增长的市场中占据一席之地,三星誓言要大力投资 NAND 业务。
自 2002 年以来,三星一直是 NAND 市场的领导者。
过去几年,各大芯片制造商都在进行一场“胆小鬼游戏”,以期在开发先进芯片堆叠技术以降低成本和提高性能的竞赛中击败竞争对手。随着人工智能芯片专注于推理,基于 NAND 的存储设备的竞争变得越来越激烈,这需要大容量的存储设备来存储和处理图像和视频。
更高密度的 NAND 芯片将加速数据密集型环境和工作负载,例如人工智能引擎和大数据分析。对于 5G 智能手机,增强的容量可以实现多个应用程序的更快启动和切换,从而创造更灵敏的移动体验和更快的多任务处理。
作为领头羊的三星,当然不会安于现状。
今年290层,明年430层
据报道,V9 NAND是继三星当前旗舰236层V8闪存产品后的一款尖端产品,面向大型企业服务器以及人工智能和云设备。消息人士称,V9 NAND 的重要之处在于三星利用了其双栈(double-stack)技术。
由于技术限制,三层堆叠(triple-stack )或三层单元(triple-level cell )技术被广泛认为是制造约 300 层芯片的最常用方法。据市场研究公司TechInsights Inc.称,三星预计将于明年下半年推出430层第10代NAND芯片。消息人士称,三星预计将采用三重堆栈技术来制造V10 NAND闪存。
三星电子一直致力于以最少的堆叠数量来堆叠最多的层数。SK海力士和美光科技公司应用了72层的双堆栈技术,而三星电子则采用了高达128层的单堆栈技术
三星高管曾多次表示,该公司的目标是到 2030 年开发超过 1,000 层的 NAND 芯片,以实现更高的密度和存储能力。
《首尔经济日报》在去年八月曾报道称,三星将拥有 300 层以上的 V-NAND(V 代表垂直或 3D NAND)芯片,准备于 2024 年投入生产,因此可能比 SK 海力士领先一年之多,具体时间取决于三星多久能交付。当时三星最前沿的堆叠式NAND是236层产品,比美光和长江存储多了四层,但比SK海力士少了两层。
报道进一步指出,与SK海力士将采用三层堆栈的方式不一样,三星显然会坚持两层堆栈,这意味着三星的目标是每个堆栈超过150层NAND,就良率而言,这似乎是一个很大的风险。堆叠越高,堆叠失败的可能性就越大,但也许三星已经找到了围绕这一潜在问题的解决方案。
由于现代 3D NAND 依赖于硅通孔,因此与过去使用引线键合技术相比,更容易制造更密集的堆叠。但即便如此,这对于三星来说似乎也是一个很大的风险。如上所说,三星的路线图要求到 2030 年推出 1000 层以上的 V-NAND 产品,但这条路似乎仍然漫长而复杂。
其他巨头的堆叠技术混战
如上所述,除了三星以外,其他NAND巨头也都加入了堆叠层数竞赛。
首先看SK海力士方面,据报道,这家全球第二大内存芯片制造商公司计划明年初开始使用其三堆栈技术生产 321 层 NAND 产品。
去年8月,该公司在加利福尼亚州圣克拉拉举行的闪存峰会上展示了321层四维(4D)NAND样品。SK 海力士表示将于 2025 年上半年开始量产 1 太比特 (Tb) 三层单元 (TLC) 4D NAND 闪存。该公司表示,与 238 层、512 Gb 4D NAND 芯片相比,321 层 NAND 的生产率提高了 59%。