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三星2013年垂直堆叠NAND单元,密度翻倍突破微缩极限
2013年8月,三星率先量产业界首款3D V-NAND,垂直堆叠24层单元,密度较平面20nm芯片翻倍。
三星电子
解法
到2010年代初,NAND闪存制造商不断缩小单元尺寸,但低于约20nm时,单元之间相互干扰——电子泄漏,耐久性下降,平面微缩遇到瓶颈。
2013年8月6日,三星宣布开始量产业界首款3D垂直NAND,一款128Gb芯片。其自有的“3D圆柱形CTF单元结构”和“3D垂直堆叠工艺”像盖楼一样堆叠了24层,通过蚀刻穿层孔连接电极;密度较20nm级芯片提升一倍以上。
垂直设计减少了单元间干扰,写入速度约翻倍,写入耐久性按产品提升2倍至10倍,功耗降低一半。这是众多世代中的第一代——2014年32层,然后48层,到2024年第九代达到286层。
生效的原因
- 垂直堆叠绕开微缩极限
- CTF单元减少堆叠层间的干扰
- 无需昂贵的新光刻技术即可提升密度
- 率先量产奠定了行业标准
取得的成效像盖楼一样堆叠单元,而不是继续缩小聪明
可借鉴之处
当微缩遭遇物理极限,改变维度:垂直化完全绕开光刻竞赛,让领先者获得平面竞争对手无法快速复制的密度优势。
后续进展
V-NAND成为行业标准架构:三星推进到32层(2014年)、48层(2015年),后来推出第九代286层产品(2024年),竞争对手被迫跟进。2013年的发布被视为3D存储时代的开端。
资料来源
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