日本芯片制造商Kioxia開發(fā)了大約170層的NAND閃存，加入了與美國同行Micron Technology和韓國的SK Hynix的競賽。

據(jù)報道，鎧俠新的NAND存儲器是與美國合作伙伴Western Digital共同開發(fā)的，其寫入數(shù)據(jù)的速度是Kioxia當(dāng)前最高端產(chǎn)品（112層）的兩倍以上。

Kioxia原名Toshiba Memory，他們計劃在正在進(jìn)行的國際固態(tài)電路大會（每年一度的全球半導(dǎo)體行業(yè)論壇）上推出其新款NAND，并預(yù)計最早在明年開始量產(chǎn)。

它希望能夠借助這些產(chǎn)品，滿足數(shù)據(jù)中心和智能手機(jī)相關(guān)的需求，因?yàn)榈谖宕鸁o線技術(shù)的興起，帶來了更大，更快的數(shù)據(jù)傳輸。但是該領(lǐng)域的競爭已經(jīng)在加劇，美光和SK Hynix在Kioxia之前宣布了176層NAND。

Kioxia還成功地通過其新的NAND在每層上集成更多的存儲單元，這意味著與相同容量的存儲器相比，它可以使芯片縮小30％以上。較小的芯片將使智能手機(jī)，服務(wù)器和其他產(chǎn)品的構(gòu)造具有更大的靈活性。

為了提高閃存的產(chǎn)量，Kioxia和Western Digital計劃今年春季在日本四日市開始建設(shè)一個1萬億日元（合94.5億美元）的工廠。他們的目標(biāo)是在2022年使第一批生產(chǎn)線上線。

Kioxia在日本北部現(xiàn)有的Kitakami工廠旁邊也收購了很多工廠，因此可以根據(jù)未來需求根據(jù)需要擴(kuò)大產(chǎn)能。

存儲廠商們各自努力，176層頂峰見真章

在全球NAND市場份額中，雖然美光排在第七位，但是在堆疊能力方面，美光卻毫不遜色。美光是第一家發(fā)布176層3D NAND的存儲廠商，其第五代3D NAND閃存是176層構(gòu)造，這也是自美光與英特爾的存儲器合作解散以來推出的第二代產(chǎn)品。2020年11月9日，美光宣布將批量發(fā)售世界上第一個176層3D NAND。

據(jù)美光官網(wǎng)介紹，該176層NAND采用了獨(dú)特的技術(shù)，替換門架構(gòu)將電荷陷阱與CMOS陣列下（CuA）設(shè)計相結(jié)合，與同類最佳競爭產(chǎn)品相比，其die尺寸減小了約30％。

與美光的大容量浮柵96層NAND相比，其讀寫時間縮短35％。與128層替換門NAND相比，美光公司176層NAND的讀取延遲和寫入延遲均提高了25％以上。在開放NAND閃存接口（ONFI）總線上，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒1600兆傳輸（MT / s），據(jù)稱是行業(yè)領(lǐng)先的。兩者共同意味著系統(tǒng)啟動速度更快，存儲在NAND中的應(yīng)用程序啟動速度更快。

美光的96L和128L NAND最高速度為1200 MT / s。與美光等效的96L產(chǎn)品相比，176L產(chǎn)品在移動存儲中的混合工作負(fù)載性能提高了15％。據(jù)報道指出，在使用電荷陷阱單元設(shè)計替代柵極設(shè)計之后，美光似乎已大大降低了閃存每一層的厚度。數(shù)據(jù)顯示，176L裸片的厚度僅為45μm，總厚度與美光公司的64L浮柵3D NAND相同。

再就是SK海力士，據(jù)Anandtech報道，SK hynix日前發(fā)布了其最新一代的3D NAND。這是SK hynix的第三代產(chǎn)品，其PUC（Periphery under Cell）設(shè)計的特點(diǎn)是通過在存儲器單元陣列下放置外圍邏輯來減小芯片尺寸，類似于英特爾和美光的CMOS下陣列設(shè)計。SK hynix將這種裸片布局及其charge trap閃存單元的組合稱為“ 4D NAND”。SK hynix命名為“ 4D NAND Flash”，主要是以突出通過在2018年將來自96層NAND Flash的CTF單元結(jié)構(gòu)和PUC技術(shù)相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)性能和生產(chǎn)率的差異。

這一代的變化包括位生產(chǎn)率提高了35％（僅比理論上從128層增長到176層時的值稍低），單元讀取速度提高20％。NAND die和SSD控制器之間的最大IO速度已從128L NAND的1.2GT / s增加到176L NAND的1.6GT / s。

SK hynix計劃首先將其176層 NAND用于移動產(chǎn)品（即UFS模塊），該產(chǎn)品將在明年中期左右推出，其讀取速度提高70％，寫入速度提高35％。然后，消費(fèi)者和企業(yè)級固態(tài)硬盤將跟進(jìn)移動產(chǎn)品。SK海力士還計劃基于其176層工藝推出1Tbit模具。

隨著六家制造商在全球范圍內(nèi)為贏利而激烈競爭，NAND閃存部門正在整合。今年10月20日，SK海力士和英特爾簽署了一項(xiàng)協(xié)議，根據(jù)該協(xié)議，SK海力士將以90億美元的價格收購英特爾的NAND存儲器和存儲業(yè)務(wù)。該交易包括NAND SSD業(yè)務(wù)，NAND組件和晶圓業(yè)務(wù)以及中國大連NAND存儲器制造廠。若交易達(dá)成，SK海力士將超越日本Kioxia，成為NAND內(nèi)存市場的全球第二大廠商，并進(jìn)一步縮小與行業(yè)領(lǐng)頭羊三星之間的差距。SK 海力士以90億美元收購英特爾 NAND Flash 業(yè)務(wù)，其核心是拿下作為3D NAND 存儲器生產(chǎn)重鎮(zhèn)的大連晶圓廠。

面對SK海力士和美光在3D閃存堆疊上的成就，其他閃存廠商也是在快馬加鞭加緊研發(fā)的步伐。

三星電子作為全球NAND領(lǐng)導(dǎo)者，占有33.8％的市場份額，如果三星想在很長一段時間內(nèi)保持這一頭把交椅，就必須始終走在前面。畢竟，存儲芯片業(yè)務(wù)是該公司免于遭受COVID-19打擊的2020年第一季度遭受巨額利潤下降的原因。根據(jù)韓國出版物The Bell的最新報告，該公司已經(jīng)在下一代閃存芯片的開發(fā)方面取得了重大進(jìn)展。

三星電子計劃在2021年上半年大規(guī)模生產(chǎn)具有170層或更多層的第七代V-NAND閃存，并將使用字符串堆疊方法，結(jié)合兩個88L模具，新芯片還將采用“雙棧”技術(shù)。行業(yè)觀察家表示，由于三星電子改變了其堆疊方法，該產(chǎn)品的發(fā)布已被推遲。今年6月初，三星宣布將在其位于韓國京畿道平澤工廠2號線的工廠中建設(shè)新的NAND閃存芯片生產(chǎn)設(shè)施。三星表示，將在新地點(diǎn)大規(guī)模生產(chǎn)其“尖端V-NAND存儲器”芯片。
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