新一代3D NAND技術已迎來新的戰局，繼美光和SK海力士在2020年底陸續推出新一代176層3D NAND之后，鎧俠和西部數據也正式宣布推出162層3D NAND技術，三星也稱將在2021年推出第七代V-NAND，再加上英特爾大力推廣144層3D NAND，硝煙已四起。

鎧俠與西部數據162層3D NAND，每片Wafer晶圓Bit產量將增加70%

2月20日消息，Kioxia（鎧俠）和西部數據今天宣布，雙方合作開發了第六代162層3D閃存技術。這是兩家企業建立20年合作關系的又一里程碑，也是兩家公司迄今密度最高、最先進的3D NAND技術。

Kioxia首席技術官Masaki Momodomi表示：“通過我們長達20年可靠的合作關系，Kioxia和西部數據成功地在制造和研發方面創造了無與倫比的能力。總的來說，我們生產世界上30％以上的閃存，并提供了令人信服的價格以及出色的容量，性能和可靠性。我們每個人都在個人電子產品到數據中心的一些列以數據為中心應用中，以及由5G網絡、人工智能和自主系統促成的新興應用中提供這一價值主張。”

這款第六代3D閃存采用了超越傳統的先進架構，與第五代技術相比，橫向單元陣列密度提高了10%。這種橫向擴展的進步，結合162層堆疊式垂直存儲器，與112層堆疊技術相比，可將芯片尺寸縮小40%，從而優化了成本。Kioxia和西部數據的團隊還采用了陣列CMOS電路布局和四路同時操作，與上一代產品相比，這兩種技術的應用使性能提高了近2.4倍，讀取延遲上提高了10％。I/O性能也提高了66％，從而使下一代接口能夠支持更快的傳輸速率，滿足不斷增長的性能需求。

總體而言，與上一代產品相比，新的3D NAND降低了每單位的成本，并使每個晶圓的存儲數量增加了70％。Kioxia和西部數據繼續推動創新，以確保不斷擴大規模，滿足客戶及其多樣化應用的需求。

鎧俠和西部數據在提高3D NAND技術的同時，新工廠產能也呈增長之勢，其在巖手縣北上市新建成的K1工廠已在2020年開始少量投產，2021年將逐漸增加產量。此外，鎧俠和西部數據也正在四日市存儲器生產基地北側新建Fab7工廠，第一階段建設計劃于2022年春季完成，在現有的K1工廠旁擴產K2廠區，計劃2022年春季完成，待新工廠建成后，將可望量產162層3D NAND。

美光176層3D NAND使裸片尺寸減小約30%，已在新加坡工廠量產

美光是在2020年11月份宣布開始批量生產全球首個176層3D NAND Flash。與上一代128層3D NAND技術相比，將讀取延遲和寫入延遲改善了35%以上，基于ONFI接口協議規范，最大數據傳輸速率1600 MT/s，提高了33%，混合工作負載性能提高15%，緊湊設計使裸片尺寸減小約30%，每片Wafer將產生更多的GB當量的NAND Flash。

美光新的176層3D NAND已在新加坡工廠量產，并已通過其Crucial消費類SSD產品線送樣給客戶，將在2021年推出基于該技術的新產品，瞄準5G、AI、云和智能邊緣領域的增長機會，滿足移動、汽車、客戶端和數據中心領域不斷增長的存儲需求。

SK海力士176層3D NAND將Bit生產率提高35%以上，2021年新UFS和SSD產品將面世

SK海力士在2020年12月推出的新一代176層4D NAND，與上一代產品相比，Bit生產率提高了35%以上，從而實現了差異化的成本競爭力，讀取速度比上一代加快了20%，同時數據傳輸速度也提高了33%，達到1.6Gbps。此外，SK海力士還將基于176層推出1Tb容量的4D NAND，進一步滿足市場對大容量的需求，以及提高在NAND Flash市場中的競爭能力。

SK海力士計劃在2021年中先基于176層4D NAND推出移動解決方案產品，最大讀取速度將提高70%，最大寫入速度提高35%，再計劃推出消費類和企業級SSD產品，以拓展其產品應用市場，提高競爭力。

三星第七代V-NAND將在2021年量產

美光、SK海力士、鎧俠、西部數據均已推出了第二代100層以上的3D NAND技術，三星雖然未公開發布第七代V-NAND，也曾表示將在2021年量產第七代V-NAND，并使用“雙堆棧”技術，但具體堆疊層數并未透露。

不過，三星也強調，采用“雙堆棧”技術，不僅更具技術競爭力，3D NAND也有望堆疊層數達到256層，是否是第七代NAND，還未可知。

英特爾144層QLC，單顆Die容量達1Tb，大量SSD新品在2021年上市

英特爾最新的144層QLC在容量密度上較96層QLC再度提升約50%，144層QLC單顆Die容量可達1Tb，基于該新技術，英特爾面向數據中心推出的U.2規格的PCIe SSD新品容量超過30TB，消費類市場也發布了SSD新品。

其中，英特爾消費類670p SSD采用英特爾144層QLC 3D NAND；數據中心D7-P5510 SSD則采用144層TLC NAND SSD，U.2形狀規格具有3.84TB或7.68TB容量，已于2020年第四季度供貨；數據中心 D5-P5316 SSD采用144層QLC NAND，將于2021年上半年投產，提供15.36 TB和30.30.72 TB兩種容量。

長江存儲128層QLC 3D NAND單顆Die容量達1.33Tb

長江存儲作為3D NAND新晉者，在2020年4月初發布128層3D NAND ，容量分別為1.33Tb QLC和512Gb TLC 3D NAND，也正在積極的下一代3D NAND技術的研發，預計將有新的突破。

此外，長江存儲武漢存儲器基地一期產能正在快速爬坡中，以及積極的擴大本土市場應用，同時存儲基地二期項目也已開工建設，持續擴大產能。

原廠100層以上3D NAND各有千秋，競爭要素多元化，如何看待技術的發展

3D NAND技術發展已經經歷了大約7、8年發展歷程，最早是三星推出初代24層堆疊的3D NAND，再到最新的176層3D NAND，進展速度可謂迅猛。3D NAND技術的發展，帶來的是單位Bit容量的升級，單位GB成本也將隨之降低，從而推出更大容量的UFS、SSD等產品，性能、功耗也將有明顯的改善。

未來3D NAND技術突破200層、300層，甚至500層，都將有可能，那么3D NAND技術是否會有瓶頸？

從原廠3D NAND技術發展來看，三星、鎧俠、西部數據、美光、SK海力士、英特爾等在100層以下保持著相似的堆疊層數，而超過100層堆疊之后，各家原廠3D NAND在堆疊層數上有了明顯的差異，出現了128層、112層、144層、162層、176層等堆疊的3D NAND，其根本原因在于堆棧設計的不同，這也將是未來3D NAND堆疊層數持續性發展的關鍵。

據悉，美光176層3D NAND部件是使用2個88層平臺的字符串堆疊（string stacking ）構建的512Gbit TLC芯片，三星也曾在介紹第七代V-NAND技術時表示，第七代V-NAND使用“雙堆棧”技術，而三星在128層工藝節點，采用的是“單堆棧”技術生產3D NAND，若采用“雙堆棧”技術，不僅更具技術競爭力，3D NAND也有望堆疊層數達到256層，甚至有原廠開始采用三層堆棧技術。

當前原廠最新3D NAND技術可謂各有千秋，而隨著5G、AI、物聯網等技術的發展，手機、電腦、智能家居等智能電子終端產品對存儲的需求不僅僅是對存儲容量需求的增加，對性能、功耗等需求也提高。因此，也不能從3D NAND層數的角度單一衡量，NAND Flash設計更需要綜合考慮層數、存儲單元間距、單元厚度、性能、效益等，這也是市場競爭的要素。
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