什么是3D NAND闪存？有什么优势？

什么是3D NAND闪存？

3D NAND是一种新兴的闪存类型，通过把存储单元堆叠在一起来解决2D或平面NAND闪存带来的限制。从2D NAND到3D NAND就像平房到高楼大厦，所谓3D闪存就是2D闪存的堆叠。Intel曾经以盖楼为例介绍了NAND，普通的NAND是平房，那么3D NAND就是高楼大厦，建筑面积一下子变多了，理论上来讲可以无限堆叠，但是由于技术和材料限制，目前大多数3D NAND是64层的。

3D NAND不再像2D NAND那样只是简单的平面内堆栈，它还有VC垂直通道、VG垂直栅极等两种结构。

3D NAND闪存有什么优势？

新产品的诞生一定是为了弥补旧产品的不足，3D NAND的出现也是因为2D NAND无法满足人们的需求。NAND闪存不仅有SLC、MLC和TLC几种类型之分，为了提高其容量、降低成本，NAND的制造工艺也在不断进步，厚度开始不断降低。但NAND闪存和处理器还是有很大不同的，虽然先进的工艺带来了更大的容量，但是其可靠性和性能却在下降，因为工艺越先进，NAND的氧化层越薄，其可靠性也就越差，厂商就需要采取额外手段弥补这一问题，这必然会提高成本，以至于在某个点之后完全抵消掉制造工艺带来的优势。

3D NAND将思路从提高制造工艺转移到了堆叠更多层数，这样就可以兼顾容量、性能和可靠性了。可以说3D NAND的未来一片光明。

3D NAND的未来

在日本巨型国际存储工作组（IMW）会议上，应用材料公司（Applied Materials）提出，预计到2020年，3D存储堆叠可以做到120层甚至更高，2021年可以达到140层以上，是目前主流64层的两倍还多。

层数的增加也就意味着对工艺、材料的要求会提高，要想达到140层堆叠就必须使用新的基础材料。而且在堆叠层数增加的时候，存储堆栈的高度也在增大，然而每层的厚度却在缩小，以前的32/36层3D NAND的堆栈厚度为2.5μm，层厚度大约70nm，48层的闪存堆栈厚度为3.5μm，层厚度减少到62nm，现在的64/72层闪存堆栈厚度大约4.5μm，每层厚度减少到60nm，而到了140+层，堆叠厚度将增至大约8微米，每对堆叠层则必须压缩到45-50nm，每升级一次堆栈厚度都会变成原来的1.8倍，而层厚度会变成原来的0.86倍。

目前，各家厂商都在3D NAND上加大力度研发，尽可能提升自己闪存的存储密度，此前SK海力士已经量产72层堆叠3D闪存，，东芝与西数宣布计划在今年内大规模生产96层堆叠的BiCS4芯片，并会在年底前发货。

至于谁能最先做到140层堆叠，我们就要拭目以待了。