以聲音和文字為核心的數據通信時代已經過去,我們迎來了海量數據流通的5G和大數據時代,與之相應,大容量存儲設備的重要性與日俱增。因此,閃存在第四次工業革命的大環境中占據一席之地,可以說是時代發展的必然趨勢。
一直以來,三星以其高性能和高質量的產品及解決方案,保持著較為靠前的市場地位。三星于2002年全球范圍內實現1Gb(千兆比特)NAND閃存量產,在全球閃存市場有著極高占有率,又于2013年實現3D V-NAND閃存量產,再次譜寫新的歷史。
化局限為機會!
超越精微局限,開啟3D存儲芯片時代
▲ 三星的1Gb NAND閃存(左),2Gb NAND閃存(右)
憑借先進的技術,三星于上世紀90年代不斷強化其在DRAM存儲市場上的影響力,2000年以來又開始在閃存領域陸續取得成果。繼1999年開發出1Gb NAND閃存以來,三星分別于2002年開發出2Gb,2003年開發出4Gb,2004年開發出8Gb,2005年開發出16Gb, 2006年開發出32Gb, 2007年開發出64Gb閃存,不斷提升容量。
※CTF(Charge Trap Flash) :將多孔(Trap)氮化物(N)作為絕緣體,在孔內填入電荷來區分0與1的方式。用絕緣體氮化物替代原本導體浮柵的存儲方式,從根源上杜絕鄰近單元間的串擾問題。 與此同時,三星在微電子工程的地位也得到強化。其分別于2002年成功開發出90納米,2003年開發70納米,2005年開發50納米,2006年開發40納米,2007年甚至突破當時公認的技術局限,成功開發出30納米級別的芯片。
▲ 浮柵技術、CTF技術和3D V-NAND技術對比
一方面,三星于2006年突破了普遍應用的浮柵技術的局限,開創CTF(Charge Trap Flash) NAND技術,實現40nm 32Gb NAND閃存的商用化。
然而隨著精微化和量化程度的提升,CTF NAND技術也遭遇了其技術瓶頸。自引入10nm級別制程的128Gb閃存問世以來,存儲數據的單元越來越小,相鄰單元的間隔也越來越小,因電子遷移而引起的干涉現象也變得日益嚴重。
▲ 三星于2013年實現量產3D V-NAND閃存
為解決這一問題,三星于2013年8月量產3D垂直閃存,突破了芯片精微技術的局限。自此,3D集成技術得以商用,存儲芯片從平面過渡到立體,拉開了3D立體芯片時代的序幕,這在當時成為了震撼全球的熱點新聞。
與此前的平面NAND相比,應用了三星獨家技術“3D圓柱形CTF(3D Charge Trap Flash)單元結構”和“3D垂直疊層工程技術”的V-NAND,具有速度更快、耗電更低、耐久度更強的三重優勢,可以對控制閥門中存儲的電荷實現更為高效穩定的管理。不同于在平面上制造精微電路并水平排布單元的平面閃存,3D垂直閃存的結構是在豎直方向進行單元疊層的方式。這可以看作是三星通過單元結構和工程創新,來突破存儲集成度限制的三星NAND閃存技術的結晶。此后在太字節(TB)時代中占據主導地位的大容量閃存量產技術,也就此得到保障,從這一點來說,這項技術也有著重大的意義。
文章出處:【微信公眾號:三星半導體和顯示官方】
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原文標題:三星半導體|三星的閃存技術,你了解多少?
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