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NAND閃存走向發展死胡同?

作者: 時間:2015-08-12 來源:Doit 收藏
編者按:NAND閃存技術進入發展的死胡同,工程師開始集中開發3D NAND

  盡管平面浮柵技術還能夠進一步收縮,但工程師們并沒有過多關注,現在只專注于3D

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/278598.htm

  閃存技術是在1989年推出的,使得拇指驅動器,SSD和你的智能機內存成為可能,并最終達到了一個發展的死胡同。

  和其他平面浮柵閃存的主流廠商正在擱置這些工程計劃轉而集中開發3D NAND,又稱垂直電荷捕獲或浮柵閃存以及其他3D存儲器。

  負責的存儲器業務副總裁,Scott Nelson稱平面或2D NAND閃存將持續售賣,因為現在仍有許多“較低密度”的應用程序在用它。但是將它收縮到15nm以下的經濟性可以說是毫無意義可言。

  “任何的進一步收縮尺寸都太有挑戰性,” Nelson表示,“截至目前,依然沒有路線圖指明會出現另一代浮柵?!?/p>

  令人意外的是,2D NAND的發展困境是較為近期的。大約一年前半導體研究公司Objective Analysis首席分析師 Jim Handy在和at Imec半導體研究與開發副總裁的談話中曾表示“實現13nm平面NAND一路都會暢行無阻?!?Imec是半導體企業研究聯盟)

  就在上個月,Steegen改變了她的看法。

  “她說NAND制造商放棄了這個計劃,而且把他們所有的資源都放在了3D上,” Handy稱,“所以,是的,平面閃存終結在15nm上?!?/p>

  東芝發展伙伴閃迪也曾在訪談中有相同表示。

  2013年,三星第一個推出了垂直TLC "V-NAND"——一個基于電荷捕獲閃存(CTF)技術并且垂直互聯處理技術鏈接到單元陣列的32層單元架構。通過使用后者的技術,三星的3D V-NAND能提供相對其20nm平面NAND閃存兩倍以上的縮放。

  東芝今年早期推出了15nm NAND閃存用于嵌入式多媒體卡(eMMC)。東芝和閃迪在其開發更大密度和容量3D技術的同時仍將售賣其15nm平面NAND用于較低容量應用程序。

  三星的3D V-NAND芯片性比以前的平面NAND閃存提供2到10倍更高可靠性和2倍寫入性能。

  美光在NAND閃存開發方面與英特爾有合作關系,它的研究與開發副總裁,Scott DeBoer稱它們的公司計劃下一步也將集中在2個新的3D存儲器技術上。

  英特爾和美光正在開發基于一個浮柵存儲器單元的32層3D NAND閃存;它們近期也推出了一個電阻式RAM(ReRAM)存儲器也就是最近很熱的3D Xpoint。128Gbit芯片,基于新的3D Xpoint技術,提供比平面NAND高達1000倍的性能和恢復力。英特爾和美光稱其3D NAND將控制在256Gbits (32GB)或384Gbits (48GB)每芯片。

  3D Xpoint技術是英特爾和美光創造的一個新型非易失性存儲器的,依靠材料的電阻變化來實現非易失性。在存儲單元和選擇器里結合架構和獨一無二的材料使得3D Xpoint實現更高密度,性能以及耐久性。

  美光和英特爾的32層3D NAND旨在降低成本增大容量,而他們的新3D XPoint RAM將取代一些用于高性能應用程序的DRAM和NAND閃存,如大數據分析。

  英特爾和美光稱3D XPoint RAM為“1989年以來首個新型存儲器”,提及了浮柵NAND。

  那么為什么不用3D XPoint取代3D NAND?生產起來太貴了,英特爾方面稱。因為它的價格點,3D XPoint存儲器將居于DRAM(更快更貴的存在)和3D NAND(更慢更便宜的存在)之間。

  再加上近期閃迪進入實驗性生產的48層3D NAND芯片。隨著這些非易失性存儲器的涌現,平面NAND無法在規模上競爭,但是從130nm的尺寸(1989年),甚至是40nm(2006年)也隔了相當長一段時間。

  考慮到這一點,人類的一條DNA鏈直徑是2.5納米,一英寸是25,400,000納米?,F在想一下主要的NAND閃存存儲器制造商都在大肆生產15nm和16nm大小的NAND。沒有多少空間來進一步收縮了。

  而與此同時廠商正在收縮平面NAND制程技術,他們正在逐漸增加存儲器單個晶體管或單元的數據比特數數量。從SLC NAND到MLC NAND,再到TLC NAND。

  問題是隨著晶體收縮,比特數增加,表現數據存儲的電子從一個單元泄漏到另一個里還有了數據錯誤。這意味著我們需要更多的糾錯編碼(ECC)來維持存儲器的可靠性。這一點也已經變得越來越困難了。

  結果:不再繼續制造尺寸更小更密集的存儲器,廠商開始制造垂直NAND類似微型摩天大樓——采用電荷捕獲技術的微小NAND向上堆疊層。

  東芝和閃迪的BiCS 3D垂直NAND便是如此。

  “3D NAND有力地回應了未來相當長一段時間的可預見性縮放比例,”閃迪的存儲器技術執行副總裁Siva Sivaram表示,而對于縮放平面NAND,則稱每年大約增加兩倍容量。

  一個1Tbit芯片,外推到一個SD卡的容量,這將意味著一個產品擁有能存儲800GB到1TB容量到半個郵票大小對象中的能力。

  東芝和SanDisk現在都很篤定3D NAND的未來,它們正在日本三重縣翻新重建一個更大的晶圓廠專注生產3D NAND閃存芯片。該工廠將于明年竣工,第二季度開始大規模生產,Sivaram如是說。

  “我們的重點,現在是3D NAND,”Sivaram表示?!拔覀儧]有做其他的2D產品?!?/p>

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關鍵詞: 東芝 NAND

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