三星电子和美光科技继续争夺 NAND 市场的霸主地位,这两家公司最近都宣布了更高密度的 3D NAND 解决方案——尽管名称不同。

三星选择专注于 3D NAND 位密度,推出其 1-Tb三级单元第八代垂直 NAND (V-NAND),该公司声称这是业界最高的位密度。与此同时,美光选择在层数方面展示其最新的 3D NAND,并于 2022 年中宣布其 232 层 3D NAND。

三星第八代 V-NAND

三星闪存产品和技术执行副总裁 SungHoi Hur 在接受 EE Times 采访时表示,该公司在上一代通过了 Cell-on-Peri (COP) 结构实现了高位密度。

对于 COP 结构,单元阵列区域位于外围设备上方。但即使采用 COP 结构,部分外围设备仍位于单元外部,Hur 表示,这意味着必须减少单元阵列以及单元阵列下方和旁边的外围区域,以减小芯片尺寸。

三星在 2013 年首次推出垂直堆叠 V-NAND 闪存。“从那时起,我们一直在开发颠覆性技术以减小单元的面积和高度,并积累了大量三星专有技术,”Hur 说。

该专有技术包括三星的高纵横比接触蚀刻技术,该公司使用该技术来减小单元阵列的面积。Hur 补充说,对于第八代 V-NAND,三星成功地将上一代的所有三个部分的面积最小化,以实现更高的密度。

三星的 1-Tb 3D NAND 第八代 V-NAND 通过 COP 结构获得更高的位密度。(来源:三星)

三星旨在解决的一个具体挑战是避免电池单元之间的干扰,如果电池单元的模具因缩放而变得更薄,通常会在缩小时发生。“为了抵消这种干扰,我们首先确定了可能的性能权衡;然后我们着手解决根本问题,”Hur 说。

他还指出,三星解决方案的目的是开发一种优化的操作方案,以最大限度地减少写入过程中的干扰,将新材料应用于单元中的阻挡层,以防止电子因电压而从电荷陷阱层 (CTL) 弹回完善CTL的结构。

Hur 表示,达到这一里程碑意味着要克服各种障碍。从结构的角度来看,随着总堆叠高度的不断增加,模具可能更容易向一侧倾斜。“随着电池变得越来越小,我们必须应对电池电流的降低以及电池之间的干扰,”他说。三星正在努力通过利用其第七代 V-NAND 中使用的支撑结构和多孔技术来降低总堆叠高度,同时也在探索新的解决方案,包括使用新材料的创新单元结构。

美光 232 层 3D NAND

近年来,美光引领了 3D NAND 的发展步伐,凭借 2020 年 11 月推出的 176 层产品领先于其他专注于 128 层 3D NAND 的厂商。其CMOS 阵列下(CUA) 架构。除了更高的层数外,芯片尺寸也缩小了 30%。

2022 年 7 月下旬,美光宣布了其 232 层 3D NAND,随后于 2022 年 12 月初推出了将与 232 层解决方案配套的最新客户端SSD 。

Objective Analysis 首席分析师 Jim Handy 表示,三星达到 1 Tb 并没有什么“惊天动地”的。“更重要的是,他们已经达到了新的层数,而且他们的接口速度非常快。”

这意味着应用程序将需要一半的 NAND 芯片来获得相同的带宽,他补充说。最终,三星和美光都在缩小芯片尺寸,但都有自己的命名法——无论是 COP 还是 CUA。

编译:Amy Wu

(参考原文:Samsung, Micron Battle for NAND Supremacy)

责编:Amy.wu
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