96层3D NAND战火急升温　韩日美厂酝酿对决 三星、东芝抢拔头筹　美光、SK海力士紧跟量产

内存业界全面点燃NAND Flash更高层堆栈技术战火。法新社

包括韩、日、美系内存大厂为降低NAND Flash生产成本，提升产品竞争力，近期纷加速更高层堆栈及四阶储存单元(Quadruple Level Cell；QLC)产品开发，其中，三星电子(Samsung Electronics)传出将于2018年抢先量产96层堆栈3D NAND产品，并计划扩大64层堆栈3D NAND生产比重，全球内存厂全面点燃NAND Flash更高层堆栈及QLC技术战火。

韩媒ET News引述业界消息指出，全球NAND Flash市场龙头三星2018年计划提升目前64层3D NAND堆栈层数达50%以上，将于华城、平泽半导体工厂量产96层堆栈3D NAND，并计划抢先竞争对手一步，投入128层堆栈3D NAND研发量产。三星相关人士则表示，5代(96层堆栈)3D NAND将于2018年量产，至于4代(64层堆栈)产品生产比重亦将扩大。

全球NAND Flash第二大厂东芝(Toshiba)于2017年6月与威腾(WD)同时宣布，采用BiCS4技术的96层3D NAND已完成研发，日前东芝半导体事业出售案终于尘埃落定，业界人士认为，未来东芝将在NAND Flash领域突飞猛进，三星、东芝谁能抢先通过客户质量测试并正式量产，将是业界关注焦点。

美光(Micron)系与英特尔(Intel)合作开发NAND Flash产品技术，最近传出96层3D NAND研发顺利。至于SK海力士(SK Hynix)目前在NAND Flash领域排名虽落后，但日前亦决定在2018年努力完成96层3D NAND产品研发，若顺利可望于2019年投入量产。

全球内存大厂不断提升NAND Flash堆栈层数，主要在于降低每单位元容量的生产成本，相较于64层3D NAND，96层3D NAND同一晶粒(die)面积容量可提升40~50%。过去2D平面NAND Flash世代不断缩减线幅，到了3D世代不再进行平面微缩，而是展开增加堆栈数的竞争。

事实上，降低单位元容量生产成本的方式，还包括改善数据储存单元结构及控制器技术，目前NAND Flash每一储存单元可储存1~3位数据，过去单阶储存单元(Single-Level Cell；SLC)每储存单元可储存1位数据，后来进化到多阶储存单元(Multi-Level Cell；MLC)可储存2位数据，近年来三星生产三阶储存单元(Triple-Level Cell；TLC)NAND Flash，并用于固态硬盘(SSD)。

未来NAND Flash产品若采用可储存4位数据的QLC技术，可望较TLC技术多储存约33%的数据量，不过，随着每一储存单元的储存数据量增加，寿命亦将跟着降低，为改善这方面的缺点，内存业者计划透过控制器技术研发进行改善。

最近美光与英特尔率先采用QLC技术，生产容量高达1Tb、堆栈数为64层的3D NAND，目前该产品已用于SSD出货，美光与英特尔皆强调，此为业界首款高密度QLC NAND Flash。

尽管三星已完成QLC技术研发，但三星经营阶层可能基于战略考虑，若是太快将其商用化，当前产品价格恐将往下调降，加上三星为NAND Flash与SSD市场领先业者，并没有急于将QLC商用化的理由。至于东芝则表示，计划在96层3D NAND产品采用QLC技术。