NAND Flash快速發(fā)展,“層數(shù)”越來越多
得益于5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,存儲(chǔ)器需求呈現(xiàn)倍數(shù)增長(zhǎng),發(fā)展空間廣闊。其中,NAND Flash作為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器第二大細(xì)分市場(chǎng),自然也備受關(guān)注。
回溯NAND Flash的歷史
經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)發(fā)展的半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù),如今已逐漸成熟,其衍生出的存儲(chǔ)技術(shù)中包括Flash技術(shù)。
Flash技術(shù)分為NAND Flash和NOR Flash二種。雖然NOR Flash傳輸效率很高,但寫入和擦除速度很慢,容量也較小,一般為1Mb-2Gb,常用于保存代碼和關(guān)鍵數(shù)據(jù),而NAND Flash能提供極高的單元密度,可達(dá)到高存儲(chǔ)密度,適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。NAND Flash具有寫入、擦除速度快、存儲(chǔ)密度高、容量大的特點(diǎn),也因此迅速成為了Flash主流技術(shù)。
NAND Flash技術(shù)自問世以來,已經(jīng)積累了近40年的發(fā)展底蘊(yùn),并已成為存儲(chǔ)器第二大細(xì)分市場(chǎng)。按存儲(chǔ)單元密度來分,NAND Flash可分為SLC、MLC、TLC、QLC等,對(duì)應(yīng)1個(gè)存儲(chǔ)單元分別可存放1、2、3、4bit的數(shù)據(jù)。目前NAND Flash主要以TLC為主,不過QLC比重正在逐步提高。
從閃存結(jié)構(gòu)來看,為滿足各時(shí)期的市場(chǎng)需求,NAND Flash技術(shù)已從2D NAND升級(jí)到3D NAND,再到4D NAND。
2D NAND的含義其實(shí)是二維平面堆疊,而3D NAND,顧名思義就是立體堆疊。3D NAND的到來,讓NAND Flash技術(shù)直接從二維升華到三維的密度。
相較于2D NAND,3D NAND則可以在同一塊平面上建樓房,樓層越高,容量也就越大,在同樣的平面中樓房的容積率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平房,提供了更大的存儲(chǔ)空間??梢?,隨著市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)性能需求的提升,2D NAND過渡到3D NAND是大勢(shì)所趨的。
3D NAND自2007年進(jìn)入大眾視野后,2014年正式商用量產(chǎn)。
隨著應(yīng)用領(lǐng)域和使用場(chǎng)景愈發(fā)多樣化,市場(chǎng)對(duì)NAND Flash的要求也隨之提升,譬如想要更高的讀寫速度、最大化的存儲(chǔ)容量、更低的功耗和成本等??刹捎枚S平面堆疊方式的2D NAND已經(jīng)不再能滿足市場(chǎng)的需求,這一切也促使NAND廠商必須謀定而后動(dòng),之后便沉下心來埋頭研發(fā),NAND Flash結(jié)構(gòu)也從平房蛻變到摩天大樓。
采用三維平面堆疊方式3D NAND雖大大增加了存儲(chǔ)空間,但如何突破3D NAND層數(shù)瓶頸,堆疊更高的摩天大樓,一直是市場(chǎng)的焦點(diǎn),也是NAND廠商研發(fā)的痛點(diǎn)。在此之下,一場(chǎng)有關(guān)NAND Flash的層數(shù)之爭(zhēng)已持續(xù)數(shù)年,NAND廠商早已吹響沖鋒集結(jié)號(hào),這一路也取得了不少的成就。
NAND Flash未來既柳暗,又花明?
此前在5G手機(jī)、服務(wù)器、PC等下游需求驅(qū)動(dòng)下,NAND Flash市場(chǎng)以可見的速度在增長(zhǎng)。可今年,受疫情反復(fù)、通貨膨脹、俄烏沖突等因素影響,全球形勢(shì)變化多端。同時(shí),存儲(chǔ)器市場(chǎng)供需與價(jià)格波動(dòng)時(shí)刻受產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)影響,而作為存儲(chǔ)器市場(chǎng)的主要構(gòu)成產(chǎn)品之一,NAND Flash也不例外。