美光全球首创232层TLC NAND 带来市场扩张新机
- 李佳玲／台北
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美光科技 (Micron Technology) 于2022年7月正式发表全球首创232层TLC型的NAND快闪存储器技术，标示着以三维(3D)垂直结构的存储存储器的发展的新纪元，6年前当128层的NAND快闪存储器技术上市时，产业界认为超过200层的NAND存储器将成为极限的追求，如今由美光率先拔得头筹，232层的NAND存储器已于2022年正式量产，建立新的技术标竿，为产业界带来重要的突破。
这个3D NAND技术所具备业界最高的单位存储密度 (Areal density)的优势，大力推升NAND存储器的容量和更佳的省电效率。更具体的说，根据此技术，在一个美国邮票左右的尺寸，可存储超过 1000 小时的4K影片。 面对愈来愈轻薄小巧的电子装置在物理尺寸极限的挑战中，美光扮演关键角色，让万方瞩目的智能应用如人工智能和自动驾驶汽车的创新，得以落实，强力呼应消费性电子和个人电脑所需的快速回应速度，并打造出沉浸式体验的虚拟实境的电子游戏体验，3D NAND技术成为消费者的新宠。
美光的3D NAND技术节点达到了令产业界钦羡的2.4 GB/s的数据输出入(I/O)速度，瞄准满足人工智能、机器学习、非结构化数据库和实时分析、云端运算等数据为中心的工作负载所需要的低延迟和高数据吞吐量需求，关照着成本、效能、功率消耗、小型化的挑战，满足使用者对不断成长的数据量的无限追求，以下专访美光的NAND先进技术部门（Advanced NAND Technology）副总裁Lars Heineck先生，他的现身说法让一般大众针对这次的技术突破有了第一手的了解。
Q：请问美光如何看待这次领先业界的232层3D NAND技术突破所开发的成果?
A：半导体产业是竞争剧烈也充满挑战的高科技产业，要维持领先就必须不断在物理、化学、制程及创新领域上勇于挑战极限，美光长期在3D NAND技术创新获得客户的信赖与推崇，过去我们是业界首创176层NAND技术的先驱者，用有极佳的口碑，这次持续在232层3D NAND技术上取得领先，将先进存储器技术广泛应用于包括移动设备、车载、智能边缘装置及数据中心等应用，打造脍炙人口的多样化存储器规格及界面技术，展现了卓越技术成就。
Q：232层3D NAND技术的突破主要是如何做到的?
A：这个技术是以垂直向上发展的3D NAND创新而取得的技术突破，取代传统以水平向外扩张的做法。3D NAND技术简单的理解是「层数越多越好」的概念，这就像是大城市中心地段的摩天大楼的开发案一样，开发高楼层的摩天大厦是趋势所致，以提高空间使用效率。
美光全新232层设计的3D NAND存储器的基础，就在于专利的CuA（CMOS-under-array）的架构，借此增存储器芯片的容量、密度、性能及成本效益。推升记忆单元阵列数目进行更多层的堆叠，并可于每平方公厘的硅片上纳入更多存储器位元，因此提高位元密度，并降低每位元成本。
美光透过先进蚀刻及成像技术，创造高深宽比的结构，并运用高效替换闸制程提高性能；在232层技术的产品，为达成存储与效能方面的改良，推出六平面架构的TLC（三层单元，Triple Level Cell）NAND快闪存储器，以实现更高的平行处理效能，有效的掌握指令处理及数据分流，从而提升存储器的性能，也能减少读、写指令间的冲突，借此提服务品质（QoS），封装体积也降到最小。
超大存储容量-每颗存储器达成高达1万亿位元（Terabit）
这项独步业界的232层技术打造出Micron第六代的3D NAND产品，整合CuA技术，使美光得以做出每颗存储器矽晶粒高达1万亿位元（Terabit）的超大存储容量，比起上一代176层的3D NAND技术高出45%以上的单位面积密度，成就划时代的惊人成长，在存储密度提升下，同步使封装规格尺寸得以持续缩小与改良，目前全新11.5×13.5 mm的封装尺寸，更比上一代芯片的封装尺寸足足缩减了28%，这让更多类型的电子装置可以轻易搭载大容量、高性能的存储装置。
Q：除了单位存储密度与封装尺寸的优势之外，产品性能的贡献有何突破?
A：密度提升还不是唯一亮点，更重要的是美光的232层3D NAND也是业界数据传输速度最快的技术，其使用Open NAND Flash Interface（ONFI）汇流排界面的传输速率提高至2400 MT/s，比上一代技术快了50%，同样也是领先业界的成就。另外，写入与读取带宽相较于上一代176层NAND产品，写入带宽增加100%，读取带宽则增加75%以上，提供更高的存储器存取效能与更高品质。
Q: 我们何时可以在市场上看到这个技术所打造的新产品?
A: 此次的232层3D NAND存储器技术已于2022年底进入量产，目前已开始应用在部分美光旗下的Crucial消费品牌的SSD的产品在线，接续还会有更多应用新技术的终端存储器产品出货，提供容量更大、单位密度容量更高、更省电，而且每位元成本更低的存储解决方案。
美光的技术团队深化「业界首创，全球唯一」的目标，并持续在设计、制程及制造领域挑战极限，追求业界领导地位。随着NAND的堆叠层数的不断提升，美光进一步期待能携手客户加速产品开发和提升品质的进度，进而加快产品上市时间，掌握无与伦比的数码产品的创新商机。
