何为3D NAND Flash

什么是3D NAND闪存？

       我们之前见过的闪存多属于Planar NAND平面闪存，也叫有2D NAND或者直接不提2D的，而3D 闪存，顾名思义，就是它是立体堆叠的，Intel之前用盖楼为例介绍了3D NAND，普通NAND是平房，那么3D NAND就是高楼大厦，建筑面积一下子就多起来了，理论上可以无线堆叠。

                                                                                                      
                                                                                          从2D NAND 到3D NAND就像平房到高楼大厦

       3D NAND闪存也不再是简单的平面内存堆栈，这只是其中的一种，还有VC垂直通道、VG垂直栅极等两种结构。



3D NAND闪存有什么优势？

       在回答3D NAND闪存有什么优势的时候，我们先要了解平面NAND遇到什么问题了——NAND闪存不仅有SLC、MLC、TLC和QLC类型之分，为了进一步提高容量、降低成本，NAND的制程工艺也在不断进步，从早期的50nm一路狂奔到目前的15/16nm，但NAND闪存跟处理器不一样，先进工艺虽然带来了更大的容量，但NAND闪存的制程工艺是双刃剑，容量提升、成本降低的同时可靠性及性能都在下降，因为工艺越先进，NAND的氧化层越薄，可靠性也越差，厂商就需要采取额外的手段来弥补，但这又会提高成本，以致于达到某个点之后制程工艺已经无法带来优势了。



       相比之下，3D NAND解决问题的思路就不一样了，为了提高NAND的容量、降低成本，厂商不需要费劲心思去提高制程工艺了，转而堆叠更多的层数就可以了，这样一来3D NAND闪存的容量、性能、可靠性都有了保证了，比如东芝的15nm NAND容量密度为1.28Gb/mm2，而三星32层堆栈的3D NAND可以轻松达到1.87Gb/mm2，48层堆栈的则可以达到2.8Gb/mm2。

                                                                                3D NAND的可靠性优势
                                            
       传统的平面NAND闪存现在还谈不上末路，主流工艺是15/16nm，但10/9nm节点很可能是平面NAND最后的机会了，而3D NAND闪存还会继续走下去。美光一直以来被公认为3D NAND技术的领导厂商，之前已经推出了业内首款176层替换栅极NAND技术，说明美光厂商的堆栈层数已达到176层。在完善和扩大176层NAND技术应用的同时，美光团队也在努力开发下一代更先进的NAND技术。
       近日，美光高层宣布美光下一代232层NAND闪存将于2022年底前实现量产，这很值得我们期待！这标志着业界首款232层3D NAND正式问世。目前该技术已经应用在英睿达(Crucial)旗下几款固态硬盘上。其他搭载这项技术的产品将于今年晚些时候上市，届时将为消费者带来更大容量、更高密度、更少能耗与更低存储成本的存储解决方案。



                                                                                                                        美光176层NAND(140s)
參考： https://www.micron.com/products/nand-flash/176-layer-nand