SK海力士的238层4D NAND使存储器市场升温

在过去的一年里，随着对更高密度和性能的需求增长，存储器市场已经升温。就在上周，美光宣布生产其232层NAND闪存技术，该技术号称是业内面密度最高的NAND芯片。

 

SK海力士的4D NAND产品。图片由SK海力士提供

 

现在，SK海力士正在加大其最新发布的238层“4D NAND”技术的投入。4D NAND与3D NAND相比究竟如何？SK海力士最新的NAND技术与存储器密度方面的其他最新进展相比如何？

 

3D NAND普及率飙升

随着NAND闪存设备的规模化和性能需求的增加，这项技术已经陷入僵局。也就是说，NAND器件现在太小了，以至于它们现在遇到了单元可靠性的问题。

 

3D NAND架构。图片由Goda等人提供。

 

许多存储器公司已经转向3D NAND技术来回避这些挑战。3D NAND指的是NAND结构，其中NAND单元在垂直层中堆叠在彼此之上。这与传统的2D NAND形成对比，在传统的2D NAND中，单元水平并排放置。

2D NAND相对于3D NAND的一个主要优点是它允许更高的存储器密度。通过将细胞垂直堆叠在一起，设计者仍然可以增加整体细胞密度，而不会导致单个细胞彼此过于靠近。其结果是更高的内存密度，而不会出现传统缩放时出现的泄漏和其他可靠性问题。

 

什么是4D NAND？

4D NAND是SK海力士存储器技术的专有术语，是3D NAND闪存的另一种形式，它进一步垂直集成了NAND电路。

传统的3D NAND架构由堆叠的NAND阵列以及外围电路组成。外围电路控制阵列并管理存储器读取和写入。在大多数设计中，外围电路被放置在3D NAND阵列旁边。这种放置占用了芯片面积，并最终限制了可用于存储器本身的面积。

 

SK海力士的4D NAND将外围电路置于NAND阵列之下。图片由SK海力士提供

 

相比之下，“4D”NAND将外围电路置于3D NAND阵列下方。与驱动3D NAND的概念类似，由于垂直集成，4D NAND进一步增加了密度并降低了成本。

然而，值得注意的是，4D NAND背后的概念过去曾在其他地方使用过，只是使用了不同的名称。例如，英特尔和美光等公司以前在3D NAND中使用过相同的架构，但称其为“阵列下CMOS”（CuA）技术。

 

SK海力士4D NAND达到新高度

8月2日，SK海力士宣布了一项新的238层4D NAND技术，成为头条新闻。

该公司声称，其新产品是“世界上层数最高的NAND”，每单元的单元面积比竞争对手的3D NAND产品更小。这种高密度的结果是更高的性能和功率效率：该公司声称，与之前的176层技术相比，其产品的数据传输速度提高了50%，能耗降低了21%。该公司尚未透露其他具体细节，但新闻稿指出，该设备的传输速度可达2.4 Gbps，内存容量为512 Gb。

 

该公司使用“电池下外围”技术（将外围电路置于电池阵列下）和电荷陷阱闪存（CTF）（将电荷存储在绝缘体中）来实现4D垂直结构。图片由SK海力士提供

 

该公司预计其238层产品将在个人电脑固态硬盘中使用，随后将应用于智能手机和服务器存储。到目前为止，SK海力士已经开始向选定的客户运送该产品的样品，并计划在2023年上半年开始大规模生产。