Kioxia和Western Digital宣布第8代218层3D NAND闪存

Kioxia 和 Western Digital 宣布第 8 代 218 层 3D NAND 闪存。

Kioxia与Western Digital（WD）于3月30日宣布了一款218层三维NAND闪存，将成为第8代BiCS FLASH。

218层3D NAND产品部署在4-plane operation 1T-bit TLC和QLC，采用平面缩放技术，通过引入数种独特的工艺和架构实现，比上一代快50%。据称比特密度提高了10%以上。此外，利用晶圆键合技术，开发了CBA（CMOS directly Bonded to Array）技术，用于键合分别制造的CMOS电路晶圆和存储单元阵列晶圆。

传统上，控制逻辑和单元逻辑是在一个晶圆上单片制造的。SK 海力士将其这种制造版本称为 Peri Under Cell (PUC)，而 WD 和 Kioxia 将其称为 CUA（Circuit Under Array）。Kioxia CTO Masaki Momodomi 在一份声明中表示：“通过我们独特的工程合作伙伴关系，我们成功推出了具有业界最高位密度的第八代 BiCS FLASH。我很高兴 Kioxia 已经开始为有限客户提供样品。”

WD 技术与战略高级副总裁 Alper Ilkbahar 补充说：“通过使用一个共同的研发路线图和对研发的持续投资，我们已经能够提前将这一基础技术产品化，并提供高性能、资本高效的解决方案。” 

NAND供应商层数代表

Kioxia 和 WD 声称他们可以在其 218 层芯片中提高单元密度，因为它们在横向和垂直方向上都缩小了单元。他们表示，这会以优化的成本在层数更少的更小芯片中产生更大的容量。

238 层芯片具有 1 TB 容量，采用 TLC（3 位/单元）或 QLC（4 位/单元）格式。该芯片的 IO 速率为 3.2Gbps，比之前 BiCS 6 芯片的 162 层 NAND 高出 60%。与 BiCS 6 技术相比，还有 20% 的写入性能改进和更低的读取延迟。

Kioxa 和 WD放弃了中间 BiCS 7 技术，CUA 开发和单元收缩使 BiCS 8 成为可能。

市场可能在一两个季度内看到使用 BiCS 8 技术的 SSD。

 内存供应商进入200层竞赛

内存供应商正在竞相为 3D NAND 添加更多层，数据爆炸以及对更大容量固态驱动器和更快访问时间的需求推动了3D NAND市场的竞争。

美光已经在完成 232 层 NAND 的订单，而且不甘示弱，SK 海力士宣布将于2023年上半年开始量产 238 层 512Gb 三层单元 (TLC) 4D NAND。或许更重要的是，芯片制造商私下表示，他们将利用行业学习为目前正在开发的 3D-IC 堆叠 NAND。

西门子 EDA技术产品经理 Ben Whitehead 表示：“处理器的摩尔定律在过去几年中可以说一直滞后，但对于 NAND 闪存来说，摩尔定律仍然存在并且很好。” “这是一件好事，因为现代计算和网络对快速存储有着无法满足的需求。”

回顾 2D NAND，它具有平面架构，浮栅 (FG) 和外围电路彼此相邻。2007 年，随着 2D NAND 达到其规模极限，东芝提出了 3D NAND 结构。3D 设计引入了多晶硅和二氧化硅的交替层，并将浮栅交换为电荷陷阱闪存 (CTF)。这些区别既有技术上的，也有经济上的。FG 将存储器存储在导电层中，而 CTF 将电荷“捕获”在电介质层中。由于制造成本降低，CTF 设计很快成为首选，但肯定不是唯一的。

IBM 研究员 Roman Pletka 指出：“尽管所有制造商都转向电荷陷阱单元架构，但我预计传统的浮栅单元在未来仍将发挥不可忽视的作用，尤其是对于容量或保留敏感的用例。”

海力士表示，尽管有摩天大楼式堆叠的创新，但第一代 3D NAND 设计将外围电路保留在一边。

2016 年，专家指出，由于技术问题，3D NAND 可能会在 300 层或接近 300 层时失去动力。这似乎已被今天的谨慎乐观所取代。

“在 SK海力士的 238 层之后我预计未来几年层数将以大致相同的速度增加，”IBM 的 Pletka 说。“然而，从技术角度来看，由于高纵横比蚀刻工艺，增加层数受到挑战，而且资本支出也受到挑战，因为制造芯片的时间随着层数的增加而增加。这就是为什么我们将通过制作更薄的层、横向缩放（例如更密集地放置垂直孔）以及使用更有效的布局（例如共享位线和逻辑缩放）来看到新的缩放方向（例如，使用拆分门架构或存储更多每个单元的位数）。有了这些技术，预计 NAND 闪存的存储密度至少在未来 5 到 10 年内会以类似的速度增长。”

三星的 Kinam Kim 发表了一个主题演讲，他预测到 2030 年将有 1000 层闪存。这听起来可能令人头晕目眩，但这并不是完全的科幻小说。“与 NAND 闪存的历史趋势线相比，这已经放缓了，”imec 存储存储器项目总监 Maarten Rosmeulen 说。“如果你看看其他公司，比如美光或Western Digital，他们在公开声明中提出的内容，他们甚至比这还要慢。不同的制造商之间也存在一些差异——似乎他们正在延长路线图，让它放慢速度。我们相信这是因为保持空间运转需要非常高的投资。”

编辑：黄飞