三星电子今天宣布，它已开始批量生产业界第一款三维垂直NAND闪存，通过当前的缩放比例限制为现有的NAND闪存技术打破。
三星电子(Samsung Electronics)周一表示，该公司正在大规模生产一种芯片，这种芯片将存储数据的硅层堆叠起来，就像一座微型摩天大楼，在不久的将来创造出不可否认的NAND闪存技术。
这一举动让三星拥有了业界第一，三维(3D)垂直NAND (V-NAND)闪存，突破了目前二维或平面NAND的伸缩限制。
一旦用于创建嵌入式内存和固态硬盘，三星的V-NAND将“根据客户的需求。”夸容量从128GB到1TB，
“在未来，他们可以去比相当高，”史蒂夫Weinger，三星半导体NAND市场总监说。
目前在平面NAND上存储数据的细胞最密集的过程是在10纳米到19纳米之间。为了让大家知道纳米有多小，一纳米是一米的十亿分之一——一根头发比用25nm制程技术制成的NAND闪存要厚3000倍。一英寸有2500万纳米。
三星表示，3D NAND技术在面积比和性能两方面都取得了进展。新的3D V-NAND将被广泛用于消费电子产品和企业应用，包括嵌入式NAND存储和固态硬盘(ssd)。
三星的新V-NAND在单个芯片上提供了128位的密度，与之相同现在生产的英特尔(Intel)和美光科技(Micron)等平面NAND技术公司。
然而，三星的V-NAND使用基于3D电荷阱Flash (CTF)技术的电池结构和垂直互连处理技术来连接3D电池阵列。通过应用后一种技术，三星的3D V-NAND可以提供超过20nm级平面NAND闪存两倍的缩放。
三星新V-NAND宣布的最重要的技术成就之一是专有的垂直互连工艺技术，可以垂直堆叠多达24层电池层，使用特殊的蚀刻技术，通过从最高层到底部穿孔电子连接电池层。
分析师称，目前还不清楚3D NAND存储器中电池层堆叠的限制是什么。
“现在是24。下一代可能是32岁。市场研究公司Forward Insights的创始人和首席分析师Gregory Wong说。“房地产保持不变，但你可以不断增加水平。而且，通过增加级别，你可以降低每比特的成本，因为内存单元更多了，但存储它们的空间不会增加。”
随着新的垂直结构，三星可以通过增加所述3D细胞层，而不必继续平面缩放，这已成为非常困难的，以实现使更高密度NAND闪存产品。作为该过程成为平面NAND闪存技术小，电子越来越经常通过更薄细胞壁创建数据错误泄漏，需要不断日益复杂的纠错码。
但是3D NAND也有它的局限性，据Wong说，它有望在这个十年结束时达到这一水平。
“对于3D NAND来说，就像摩天大楼，一旦你达到一定的水平，它就会变得太昂贵。一段时间后就没有成本效益了。你只能建造这么高的摩天大楼，”他说。
目前，其他技术，如电阻式随机存取存储器（RRAM），赛道存储器，石墨烯记忆与相变存储器已被视为未来的竞争者NAND闪存。在3D NAND闪存，基板的各层需要一个电介质或电绝缘体。目前，电介质材料为50nm。使其较厚可能放缓导致内存性能动摇的电子流。使得它太薄会引起电损耗，就像在平面闪光灯，从而引入数据错误。
Wong说:“缩减拨号是非常困难的，所以要在可靠性上做出权衡。”“这是设备中所有材料之间的平衡。你需要在性能和可靠性之间找到正确的平衡。”
三星表示，该公司花了近10年时间研发3D Vertical NAND闪存，目前在全球有300多项3D存储技术正在申请专利。该公司表示，其3D技术为更先进的产品奠定了基础，其中包括一台terabit (Tb) NAND闪存芯片。
“新的3D V-NAND闪存技术是我们的员工多年的努力，超越常规思维推动的结果，并寻求在内存半导体的设计技术克服的局限性更加创新的方法，”郑赫财说，高级副总裁，闪存产品及技术，三星电子等。“继全球首款量产的3D垂直NAND的，我们将继续推出3D V-NAND产品具有更好的性能和更高的密度，这将有助于全球内存产业的进一步发展。”
在过去的40年中，传统闪存已经基于该利用浮栅的平面结构。随着制造工艺技术进行到10nm的级及以后，关心比例的限制出现了，由于细胞与细胞间的干扰导致的权衡中的NAND闪存产品的可靠性。这也导致增加开发时间和成本。
三星新推出的V-NAND解决了在电路结构实现新的创新水平和生产通过了新的3D结构的平面细胞层的垂直叠加已成功开发流程，技术挑战。
为此，三星对其2006年首次开发的CTF架构进行了改进。三星基于ctf的NAND闪存架构暂时将电荷放入由氮化硅(SiN)组成的闪存非导电层的保持室，而不是使用浮动栅来防止相邻电池间的干扰。
通过使该层CTF三维，NAND存储器的可靠性和速度大幅提高。新的3D V-NAND节目不仅到最大10X更高的可靠性的增加最小2X的，而且比传统的10纳米级的浮栅NAND快闪存储器的写入性能的两倍。
根据IHS iSuppli的数据，预计到2016年底，全球NAND闪存市场的收入将从2013年的约236亿美元增至约308亿美元，年增长率为11%。
卢卡斯Mearian盖存储，灾难恢复和业务连续性，金融服务，基础设施和医疗保健IT的计算机世界。按照卢卡斯的Twitter@lucasmearian或订阅卢卡斯的RSS提要。他的电子邮件地址是lmearian@computerworld.com。
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