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3D NAND微缩接近极限了吗?

时间:2017-10-20 作者:Sang-Yun Lee,BeSang执行长 阅读:
随着平面的2D NAND Flash工艺逐渐面临微缩极限,3D NAND的平均生命周期也可能比大多数人所想象的更短许多…

在今年的闪存高峰会(Flash Memory Summit)上,三星(Samsung)宣布开发1Tb 3D NAND,并将用于明年推出的商用产品中。不过,我想知道4Tb 3D NAND何时将会出现在市场上。

根据来自三星与东芝(Toshiba)的信息,64层TLC 512Gb 3D NAND芯片尺寸约为130mm2。而假设以串行堆栈64层的条件下,我认为,为了建置4Tb NAND芯片:

需要8串64层串行堆栈,才能实现容量达4Gb的芯片(512Gb×8=4G);

总层数在130mm2的芯片尺寸上达到512层;

处理1个芯片大约需要1年的时间,内存逻辑则需要5周的处理时间;再将建置一个64层内存单元需的5-6周时间乘以8倍(8串64层的堆栈)。因此,处理一个512层的芯片将会需要45-53周的时间。 4Tb 
    

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如果这种简单的估算方法正确的话,那么实际上就不可能实现4Tb NAND芯片了。如果考虑采用四位单元(QLC)以取代三位单元(TLC),那么充其量最多也只能改善25%。因此,QLC 4Tb 3D NAND需要410层,以及大约9个月的晶圆处理时间。

那么16Tb 3D NAND呢?它应该会需要2,048层,以及大约4年的晶圆处理时间。

过去几十年来,NAND在摩尔定律(Moore’s Law)的原则下实现了显著的成长。当摩尔定律逐渐迈向尾声,而平面NAND开始过渡至3D NAND时,许多人预期3D NAND将以垂直方向持续扩展其内存微缩。然而,3D NAND在64层时才能实现与平面NAND相当的价格。因此,3D NAND将开始与平面NAND展开价格竞争。而现在我认为期待4Tb NAND几乎是不可能的。

3D NAND的微缩极限似乎也变得显而易见了。那么,3D NAND将会很快地达到其生命周期的终点吗?我想可能不远了。

(原文发表于Aspencore旗下EDN姐妹媒体EETimes,Susan Hong编译)

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