三星/東芝/美光競相投產 3D NAND Flash時代正式來臨

3D NAND快閃記憶體正式問世。在三星(Samsung)量產3D NAND快閃記憶體，並發表首款採用3D NAND方案的固態硬碟後，東芝(Toshiba)與美光(Micron)也於近日宣布，將於2014年第一季推出相關記憶體產品，讓3D NAND快閃記憶體加速邁入商用。

NAND快閃記憶體技術將邁入新紀元。有鑑於平面(Planar)NAND快閃記憶體面臨儲存格微縮瓶頸，業界戮力研發電荷擷取(Charge Trap)技術以及垂直互聯製程技術，並競相量產3D NAND快閃記憶體，因此，2013年8月舉辦的快閃記憶體高峰會(Flash Memory Summit 2013)中，業界不約而同聚焦於3D NAND快閃記憶體的技術發展，其中，三星(Samsung)即以「以垂直NAND引領3D記憶體時代」為題，大談3D NAND快閃記憶體技術發展，並宣布其3D垂直NAND快閃記憶體--V-NAND正式量產 三星搶先投入量產　3D NAND大戰開打 三星電子快閃記憶體產品與技術副總裁Jeong-Hyuk Choi表示，新發表的3D V-NAND快閃記憶體係該公司員工戮力克服半導體技術限制後的成果。在量產全球首款3D V-NAND快閃記憶體後，三星將持續推出更高效能及高密度的產品。   三星V-NAND快閃記憶體可在單一晶片上提供128Gb的密度，為20奈米(nm)平面方案的兩倍。該特色係利用電荷擷取技術以及垂直互聯製程技術，完成垂直儲存格架構(Vertical Cell Structure)，以連結3D儲存格閘陣列。   三星V-NAND方案採用電荷擷取快閃記憶體(CTF)架構，在該架構的助力下，電荷將能暫時儲存在快閃記憶體非導電層(Non-conductive Layer)的氮化矽(Silicon Nitride)通道中，避免浮點閘極方案中相鄰儲存格互相干擾的弊病。   不僅如此，3D電荷擷取快閃記憶體架構可使NAND的可靠度、讀寫速度大幅提升。三星官方資料指出，3D V-NAND相較於傳統10奈米浮點閘極方案可提高至少二至十倍的可靠度，同時在寫入速度亦能有兩倍以上速度的理想表現。   三星電子半導體研發中心執行副總裁E.S. Jung表示，三星3D V-NAND技術能提升應用產品20%的效能表現，並減少40%的功率損耗。未來三星將持續提供伺服器、行動裝置與個人電腦(PC)等市場更低功耗的解決方案。   Jung強調，三星3D V-NAND的誕生將顛覆產業現況，猶如全球IT產業的數位大爆炸(Digital Big Bang)一般，將持續推升記憶體市場規模。他透露，三星V-NAND的垂直互聯製程使用特殊蝕刻(Etching)技術，從最高的儲存格層利用電子穿孔技術串聯至最底層，最多能垂直堆疊二十四層儲存格。在增加3D儲存格層數後，三星能突破平面NAND技術框架，在NAND快閃記憶體上實現更高的儲存格密度。   事實上，積極發展3D NAND快閃記憶體技術的不僅三星，東芝(Toshiba)亦不落人後，並宣布將於2014年初開始量產3D NAND快閃記憶體--BiCS，可望突破平面NAND快閃記憶體在10奈米(nm)以下製程節點的儲存格微縮瓶頸。   東芝總裁兼執行長Hisao Tanaka指出，該公司計畫於本會計年度(Fiscal Year)結束前量產東芝的3D NAND快閃記憶體--BiCS(Bit-cost Scalable)，亦即2014年3月前東芝將迎頭趕上三星的發展腳步。未來東芝在積體電路(IC)占位面積上的表現將不比競爭對手差，業界切勿以量產時間判定東芝較三星的技術落後半年。   據了解，東芝計畫在BiCS NAND快閃記憶體量產前推出1Y及1Z奈米製程技術，較現今量產的19奈米製程技術領先一個世代以上。Tanaka自信指出，在這個製程節點上，東芝即可以提出與三星3D NAND匹敵的技術，甚至在晶片占位面積表現上領先對手。   儘管東芝對其NAND快閃記憶體製程信心滿滿，該公司仍坦承在1Z奈米世代後，製程將面臨物理限制，因此，2015年以後東芝將全面轉移至3D NAND快閃記憶體製程上，全力搶攻嵌入式NAND儲存以及固態硬碟(SSD)市場。   繼三星、東芝陸續宣布量產3D NAND快閃記憶體後，美光於8月投資人說明會議中亦指出，該公司平面NAND快閃記憶體製程已進階至16奈米節點(圖2)，並將於2014年開始逐步轉移至3D NAND技術。   來源:新電子雜誌

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