SK海力士321层4D NAND的诞生

SK海力士致力于成为“全方位面向AI的存储器供应商（Full Stack AI Memory Provider）”，不仅在DRAM领域持续创新，在NAND闪存（NAND Flash，以下简称NAND）领域也不断推进技术革新，强化竞争力。NAND产品的数据存储量取决于单元1（cell）堆叠的高度，而提升堆叠层数正是竞争力的关键所在。

1单元（Cell）：半导体中最小的数据存储单位。

本系列第四篇文章将聚焦SK海力士以压倒性的技术实力，成功创造全球最高堆叠层数的321层NAND产品[相关报道]这一里程碑式成就，并深入探讨背后支撑这一壮举的“一个团队”协作精神（One Team Spirit）。

超高、超大容量 321层4D NAND的诞生

SK海力士在闪存领域的起步可追溯至约25年前。20世纪90年代末，SK海力士成功开发出8Mb（兆比特）NOR闪存2产品，直到21世纪初期，始终致力于该领域的技术研究。

2NOR闪存（NOR flash）：与NAND不同，NOR闪存采用存储单元并联的结构，具有读取速度快、数据安全性高等优点，主要用于对可靠性要求较高的特殊应用场景，但存在扩展存储容量难度大，写入（存储）速度较慢的局限性。

SK海力士凭借二十余年的技术积累与持续创新，稳步在NAND领域建立领先优势

2002年，随着市场趋势逐渐向大容量存储的NAND闪存倾斜，SK海力士果断调整了业务方向。虽然较晚进入NAND市场，但公司以坚定的决心投入研发工作，并于2004年凭借512Mb NAND成功进军该领域，仅用三年时间便跃升为全球销售额第三的企业。

此后，SK海力士加快了拓展NAND的业务步伐。2007年，公司启动了以NAND生产为核心的M11晶圆厂（Fab）建设；同年成功开发基于16Gb（千兆比特）NAND的24层多芯片封装（MCP）；次年（2008年），公司又推出了32Gb NAND产品，持续夯实技术实力与业务基础。

自2010年代中期以来，SK海力士开始重点研发将存储单元像建高楼一样垂直堆叠的3D和4D NAND技术。相较于在平面密集排列存储单元的2D技术，3D NAND在容量、速度和稳定性方面具备明显优势。SK海力士不断提升该领域的技术水平，于2017年成功开发出当时业内最高堆叠层数的72层3D NAND，并在2018年率先实现全球首款96层4D NAND的商业化突破。

4D NAND技术通过将外围（Peri.）电路放置在存储单元下方，有效减少了芯片的占用面积。其原理类似于将地面停车场改造成地下停车场，以实现空间利用效率的最大化。SK海力士在此基础上不断优化技术，先后突破了128层和238层的堆叠限制，并于2023年推出超高层数、超高容量的321层1Tb（太比特）4D NAND，于次年全面启动量产[相关报道]进程。这款仅有指甲大小的芯片内部密集封装了数千亿个存储单元，充分展现了SK海力士在NAND技术竞争中的领先优势。

从SLC到QLC，不断完善的NAND系列产品与“一个团队”协作精神

SK海力士在NAND领域的竞争力同样体现在存储单元存储技术的突破上。目前，提升NAND容量的方式主要有两种：一是堆叠更多层数的存储单元，二是增加单个存储单元可存储的信息量（bit，比特）。换言之，即使堆叠层数较低，只要能在单个存储单元中存入更多数据，同样可以打造出高容量的产品。

以“一个团队”协作精神为指引，SK海力士成功推动堆叠技术与存储单元扩容技术同步发展

为此，SK海力士系统性地推进了NAND存储单元技术的演进，依次开发了在单个单元中的存储最小单位：SLC（Single Level Cell，单层式储存单元，1比特）、MLC（Multi Level Cell, 多层式储存单元，2比特）、TLC（Triple Level Cell, 三阶储存单元，3比特）和QLC（Quadruple Level Cell, 四层式储存单元，4比特），不断提升NAND存储单元结构的效率与性能。

公司的重要技术里程碑包括：2013年推出的64Gb MLC NAND、2017年发布的256Gb TLC 3D NAND、2019年研发成功的1Tb QLC 4D NAND等。通过这一系列创新，SK海力士实现了从高速SLC到高密度QLC的多元化产品布局，成功构建了覆盖多样化客户需求的产品系列。

能够顺利完成这一系列技术突破的背后，源于贯穿整个组织的“一个团队”协作精神。同步推进存储单元堆叠技术与单元容量扩展技术的发展，是一项极具挑战性的任务。

过去数年间，SK海力士的研发团队不断突破技术瓶颈，成功开发出最优元件。在设计3D与4D新型结构的同时融合TLC、QLC等关键存储单元技术。前道工序团队研发出精密的工艺技术，以确保数百层堆叠的存储单元和高密度的存储单元能够顺利生产；后道封装团队则建立起与新产品适配的封装与测试技术，从而提升最终产品的可靠性。SK海力士成功实现321层堆叠技术以及 QLC NAND的重大突破，正是这种跨部门高效协作所带来的成果。

超越NAND本身，以解决方案创新与"一个团队"协作精神引领未来

NAND不仅以单一芯片形式销售，还可通过集成软件（SW）和固件（FW）等组件，以完整的系统解决方案（Solution）形式供应。SK海力士正基于自主技术力量，开发面向AI与适应大数据时代需求的基于NAND的解决方案产品，如UFS3和SSD等。

3UFS（Universal Flash Storage）：一种具有高速运行和低功耗特点的移动存储设备规格。SK海力士已于今年5月全球首次开发出其4.1版本。

SK海力士构建起基于NAND的面向AI的存储解决方案产品矩阵，持续开拓未来NAND市场的崭新格局

值得一提的是，SK海力士于2024年开发了“ZUFS（Zoned UFS）4.0”，这是一款专为端侧AI环境优化的高性能解决方案产品。该产品通过分区（Zoned）存储技术，将具有相似特征的数据分区存储管理，显著提升了数据处理速度和运行效率，获得业界高度评价。

在对存储容量要求极高的AI服务器及数据中心市场，SK海力士同样展现出强劲竞争力。继2024年推出基于QLC实现61TB（太字节）超高容量的企业级固态硬盘（eSSD）PS1012后，公司目前正在开发基于321层4D NAND技术的244TB产品，以及更高容量级别的解决方案。此外，同样是2024年发布的专为AI PC设计的消费级固态硬盘（cSSD）PCB01等产品也被寄予厚望，未来有望成为加速端侧AI学习与推理的高性能存储设备。

历经数年，SK海力士逐步构建起涵盖服务器、数据中心与端侧设备在内的多场景面向AI的存储器解决方案产品矩阵。而驱动这一切创新的核心动力，始终是“一个团队”协作精神。为了打造完整的解决方案能力，必须实现芯片与软件层面的深度协同开发：负责存储的NAND开发团队，与开发固件和软件以把控芯片的解决方案团队必须紧密配合，并结合最终用户使用场景开展系统测试与性能优化工作。此外，与子公司Solidigm等伙伴的联合协作，也成为推动公司实现技术跨越的重要因素。

SK海力士的技术革新步伐从未停歇。凭借“一个团队”协作精神，公司已在321层4D NAND及其配套存储设备领域建立起领先优势。作为全方位面向AI的存储器供应商，SK海力士将持续引领NAND市场的创新发展。