从CPU到GPU,从内存到显存再到闪存,各种芯片都在搞3D堆叠工艺,而堆叠最狠的,绝对是三星电子的3D V-NAND闪存。TechInsights最近拆解了三星最新的48层3D V-NAND,被其精湛的工艺彻底征服了。拆解对象是三星最新的移动固态硬盘T3 2TB,应用了2015年8月份发布的3D V-NAND TLC闪存颗粒,每个晶粒(Die)的容量为256Gb(32GB),编号“K9AFGY8S0M”。

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这块硬盘PCB的正反面安装了四颗闪存芯片,编号“K9DUB8S7M”,每颗容量512GB,内部封装了16个我们想要探索的48层堆叠3D V-NAND晶粒。

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16颗晶粒相互堆叠以及采用传统线键合技术连接的封装横截面。这些晶粒的厚度只有40微米,是迄今所见封装中最薄的,相比之下三星上代32层堆叠3D V-NAND中的晶粒厚度约为110微米。

另外,AMD R9 Fury X显卡所用海力士HBM显存的晶粒厚度约为50微米,三星TSV DDR4 DRAM晶粒的厚度约为55微米。

40微米,可能已经逼近300毫米晶圆无需使用承载晶圆(carrier wafer)所能实现的最薄极限了。

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单独的一个256Gb晶粒,包括两个5.9×5.9毫米的闪存Bank,存储密度约为每平方毫米2600MB,而这还是21nm工艺实现的,相比之下三星16nm工艺平面型NAND闪存的密度只有每平方毫米740MB。

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这是闪存阵列部分的SEM(扫描式电子显微镜)横截面,可以看到其中有55个闸极层,包括48个NAND单元层、4个虚拟闸极、2个SSL、1个GSL。

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这是V-NAND顶部的更高倍数放大图

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作为对比的三星32层V-NAND TEM(隧道电子扫描显微镜)横截面

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V-NAND串联TEM平面图,可看到多个环形的分层

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三星16nm平面型NAND闪存阵列

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