三星重启V10投资，400层NAND蓄势待发，谁将被挤出下一轮牌桌？

电子发烧友网报道（文/李弯弯）过去几年，深陷DRAM与HBM市场的激烈竞争之中，三星电子旗下众多新型半导体业务一度被搁置。而随着主要存储器业务趋于稳定，这家韩国巨头终于腾出了手，开始重启针对下一代半导体的全布局。
 
据外媒报道，三星电子DS事业部正在内部商讨恢复对下一代半导体的研发和投资。此次商讨的核心议题涵盖研发方向与设施投资的时间安排，重点锁定三大领域：下一代NAND闪存、化合物半导体（氮化镓与碳化硅）以及玻璃基板。知情人士透露，三星认为其在存储器领域的基本竞争力已恢复到一定水平，因此开始重新启动未来增长引擎的创新，预计一些新业务的关键计划将在近期陆续敲定。
 
而其中最受业界瞩目的，无疑是第十代NAND——"V10"，即400层以上堆叠闪存据悉投资已经正式重启。
 
V10 NAND：400层堆叠，一场代际跨越
 
早在去年，三星便计划于今年上半年建立V10生产线，下半年启动量产。然而截至目前，采购订单尚未正式下达。随着投资重启，这一时间表有望重回正轨。
 
由于堆叠层数从约286层跃升至400层以上，垂直堆叠存储单元之间用于信号交换的通道孔必须打得更深。为此，三星将全面采用低温蚀刻技术，目前正处于低温蚀刻设备供应商选择的最后阶段。与此同时，V10还将引入晶圆间键合（W2W）技术，并配合用于精确切割晶圆的激光加工工艺，以最大限度减少异物产生、提高良率。
 
从核心指标来看，V10相比上一代V9实现了全方位飞跃：堆叠层数超400层，单Die存储容量达1Tb，接口速度高达5.6 Gb/s（前代为3.2 Gb/s），存储密度达28 Gb/mm²。5.6 GT/s的接口速度使V10能更好适配PCIe 5.0甚至未来PCIe 6.0主控，单设备约700 MB/s的传输速率将极大缓解AI数据中心的数据传输瓶颈。
 
回顾V9的表现：2024年三星推出V9 TLC NAND并量产V9 QLC V-NAND，采用280层堆叠，成为业内量产NAND中层数最高的产品。V9 QLC密度比上一代高出约86%，耐久度提高约20%，数据传输速度提高60%，读取和写入功耗分别降低30%和50%，最大传输速率达3.2 Gbps。
 
V9的关键在于采用串叠生产工艺——先构建CMOS逻辑层，再叠加两层各145层的3D NAND阵列。虽然工艺复杂，但构建两个145层阵列比直接构建290层阵列更容易，可以显著提高数百层产品的产量。
 
除了启动400层以上堆叠闪存的投资，三星此前还宣布，计划到2030年通过"Multi-BV NAND"结构设计实现1000层NAND，将通过堆叠四片晶圆来克服单晶圆约500层的物理极限。
 
关键技术：W2W混合键合与低温蚀刻
 
W2W混合键合是V10能够实现数百层堆叠的底层工艺基础。其核心是彻底抛弃传统焊料凸块，在原子尺度实现金属与绝缘层的直接融合：先对两片300mm晶圆表面进行化学机械抛光使其极度平整，室温下高精度对准压合，氧化层间先形成分子间键合，再经300–400°C高温退火使铜焊盘膨胀融合。一次键合即可完成数十亿接点的连接，互连间距可压缩至0.5μm以下。但其致命短板在于良率风险——整片对整片键合意味着一个坏芯片就可能导致整对报废。
 
低温蚀刻则是向1000层冲刺的另一关键。随着堆叠层数迈向400层以上，通道孔深宽比急剧增大。低温蚀刻（工作温度0℃至-150℃）通过在超低温下于孔洞侧壁形成坚固钝化层，有效抑制横向腐蚀，确保孔洞从上到下保持笔直。目前全球低温蚀刻设备由泛林集团和东京电子两大巨头主导。
 
在气体层面，行业正发生重大变革：氟化氢（HF）正在取代传统含碳氟化物，东京电子新工艺用HF取代了91%的CF气体，碳足迹减少超80%；添加三氟化磷（PF₃）作为催化剂后，SiO₂蚀刻速率可提高四倍。
 
此外，三星还为字线材料引入钼（Mo）元素取代钨（W）和氮化钛（TiN），可使晶体管内电阻显著降低，进一步提升性能与能效。
 
三巨头竞速：谁在领先？
 
在高层数NAND的赛道上，全球三巨头的竞争已进入白热化阶段。
 
SK海力士：稳扎稳打，已量产321层。 SK海力士目前处于"量产一代、研发下一代"的稳健状态，已正式量产321层QLC和TLC NAND。2025年上半年完成321层QLC研发，首款客户端产品PQC21于2025年8月亮相，2026年4月8日宣布启动供应，4月9日开始批量出货，首个大客户为戴尔新一代AI PC笔记本。
 
目前，SK海力士尚未像三星那样明确公布400层以上产品的具体量产时间表。不过，他们正在积极布局AI时代的专属NAND战略（AI-NAND），计划在2026年底推出针对AI推理优化的样品，通过全新架构来提升带宽和性能，以应对AI数据中心对海量数据吞吐的需求。
 
美光：公布500+层路线图，已量产200+层。 2026年5月6日，美光正式交付全球容量最大的商用固态硬盘——6600 ION系列245TB版本，采用276层3D QLC技术，顺序读取速度达13.7GB/s，随机读取178万IOPS。同时，美光也已公开研发500层以上芯片的计划，采用"双堆叠技术"克服工艺难题。不过，美光目前尚未披露这款500+层产品的具体量产时间表。
 
三星：下一代最激进，V10投资已重启。 在已量产层数上，三星（约286层）暂时落后于SK海力士（321层）和美光在产线效率上的实际表现。但在下一代技术储备上，三星（400+层V10）和美光（500+层）最为激进。
 
为何巨头拼命"卷"高层数？本质上，这是一场围绕成本、性能与未来市场话语权的生死角逐。
成本是最直接的驱动力。 晶圆加工基础成本相对固定，堆叠层数越高，单片晶圆产出的总容量越大，每GB成本越低。更低的成本底线意味着更强的抗风险能力和定价权。
 
AI与数据中心是最大增量市场。 AI训练不仅需要HBM，还需要海量NAND存储庞大数据集。64TB甚至128TB企业级SSD的需求激增，只有400层以上堆叠才能在有限空间内提供如此恐怖的存储密度。高层数NAND带来的成本下降，使大容量SSD性价比开始逼近甚至超越传统机械硬盘，加速数据中心从HDD向SSD的全面转型。
 
性能与能效同步提升。比如 V10的5.6 GT/s接口速度适配PCIe 5.0/6.0，COP（Cell-on-Periphery）结构和混合键合技术结合大幅降低功耗，这对能耗极其敏感的数据中心至关重要。
 
不止NAND：化合物半导体、玻璃基板、SoCAMM同步推进
 
除V10 NAND外，三星还在多条战线上全面出击：
氮化镓（GaN）与碳化硅（SiC）：三星已与合作伙伴讨论SiC生产设备规模，预计今年建立供应链，2027年建成原型产线，2028年量产SiC，视其为重要战略方向。早在2023年，三星便已开始向GaN和SiC生产线转型，以最大化8英寸代工线效率。
玻璃基板：三星正与多家基板供应商合作，比较分析玻璃基板性能，推进供应链多元化。玻璃基板在高密度互连、高频信号传输等应用中展现出独特优势，有望成为下一代先进封装的关键材料。
SoCAMM：三星正为英伟达等AI客户大规模生产SoCAM 2，并计划增加供应量以满足未来需求。SoCAMM作为一种迅速崛起的低功耗内存模块，正在成为AI服务器内存架构的重要选项。
 
总而言之，三星重启V10投资只是一个信号。在主业企稳后，这家韩国巨头正同时在NAND闪存、化合物半导体、先进封装、新型内存模块等多条战线上全面出击。这不仅是技术的比拼，更是关乎企业未来十年生存与发展的战略豪赌——谁能在下一个技术制高点上率先落地，谁就将掌握下一个十年半导体竞争的主动权。