为什么3D NAND技术能占半导体存储器市场总额的32%？

存储器是半导体三大支柱产业之一。据IC Insights数据，2015年半导体存储器市场总额达835亿美元。各类存储器中，NAND Flash是一个亮点。其广泛应用于PC、手机、服务器等各类电子产品，2015年营收达到267亿美元，占半导体存储器市场总额的32%。

目前的闪存多属于Planar NAND平面闪存，也叫有2D NAND或者直接不提2D，而3D闪存，顾名思义，就是它是立体堆叠的，Intel之前用盖楼为例介绍了3D NAND，普通NAND是平房，那么3D NAND就是高楼大厦，建筑面积一下子就多起来了，理论上可以无线堆叠。

3D NAND技术与现有的2D NAND（纳米制程技术）截然不同，2D NAND是平面结构而3D NAND是立体结构，3D结构是以垂直半导体通道的方式排列，多层环绕式栅极（GAA）结构形成多电栅级存储器单元晶体管，可以有效的降低堆栈间的干扰。3D NAND闪存也不再是简单的平面内存堆栈，这只是其中的一种，还有VC垂直通道、VG垂直栅极等两种结构。

优势明显：适应小体积、大容量的市场需求

2D NAND工艺逼近物理极限，单位面积存储容量难以继续提高，且可靠性降低，2D NAND向3D NAND转型是业界趋势。目前NAND FLASH的制造技术达到16~19纳米工艺，已接近极限，进一步压缩尺寸会带来极高的成本且导致存储位不再稳定可靠。

表格1.FLASH 原厂纳米制程技术时程图

近年来，为了适应小体积、大容量等市场需求，NAND FLASH制造技术向3D技术发展。3D NAND FLASH通过增加立体硅层的办法，既提高单位面积存储密度，又改善存储单元性能。3D NAND FLASH不仅能够增加容量，也可以将成本控制在较低水平。3D NAND比20纳米级产品的容量密度高，读写速度快，耗电量节省，采用3D NAND Flash存储器的固态硬盘（SSD）其电路板面积也较小。根据中国闪存市场网估计，3D技术不仅使产品性能至少提升20%，而且功耗可以降低40%以上。根据三星在SSD峰会所述，TLC V-NAND闪存相比传统的平面闪存的密度提升了1倍。

目前3D NAND的堆栈层数不过32-48层，厂商们还在研发64层甚至更高层数的堆栈技术。2016年开始3D NAND FLASH将逐步对NAND FLASH进行替代。

表格2.目前主流3D NAND芯片堆栈层数