西数：许我东芝，我让64层3D NAND在18个月内成主流

西部数据（Western Digital，WD）内存技术执行副总裁Siva Sivaram日前指出，64层堆栈的3D NAND正跨越较平面NAND更具成本效益的门坎。

在最近接受《EE Times》的访问中，Siva Sivaram将64层3D NAND定义为一种“开创性技术”(seminal technology)，可望应用于WD逾50种产品线。他预计今年WD约有一半的产品线都将采用3D NAND，其中有75%都是64层3D NAND。“我们认为64层是最具有2D NAND成本竞争力的起点。”

WD日前发布据称是首款采用64层3D NAND技术打造的客户端固态硬盘(SSD)。WD Blue 3D NAND SATA SSD针对的是DIY玩家爱好者、经销商和系统制造商，而SanDisk Ultra 3D SSD则针对想要提升PC效能的游戏与创意玩家。Sivaram说，64层3D NAND最初主要应用在高阶消费设备，并将逐渐扩展至下游的移动设备与嵌入式系统，最后才是企业应用。Sivaram说：“企业需要更长的时间才会开始导入。”

WD认为64层3D NAND将从游戏与绘图密集型PC用SSD等高阶消费设备应用开始，逐渐扩展至广泛的产品应用

对于WD而言，64层3D NAND目前已经比其最佳的2D NAND更便宜了。 Sivaram表示：“虽然不是每一家厂商都能做到64层3D NAND，但大家的进度都很快。”WD已经为其零售市场限量生产了48层3D NAND，但该技术尚称不上是成熟的节点，而32层也只是在内部实现，“这是一个必经的学习步骤，”他说。

他说，15nm 2D NAND“极其仰赖”微影技术。“而当你采用开始制造3D NAND，线距会变得较宽松，就不会像15nm那样仰赖微影技术了。”

然而，以所需要的新工具以及制造技术的观点来看，3D NAND仍十分昂贵。Sivaram表示，64层恰好位于获得更多位以平衡成本增加的交叉点。“但即使是64层，每单元3位是基本要求，”他说，“只要恰当地以每单元3位打造，就会比其他架构更便宜。”

Sivaram表示，64层3D NAND将在未来18个月内成为市场主流。他并指出，WD自去年此时即已开始提供样品了。不过，他并不愿讨论WD与东芝(Toshiba)之间不确定的未来关系是否会影响其3D NAND的生产，也未详细说明公司在64层3D NAND之后的开发蓝图。

Objective Analysis首席分析师Jim Handy表示，3D NAND的下一步可能就是字符串堆栈(string stacking)。这是指将单独的3D NAND组件彼此层层堆栈在一起，而无论它是32、48或64层，均共同打造96或128层的堆栈。他说，“理论上，它可能需要64层的倍数，但目前还不知道能达到什么程度。”

Handy说，随着堆栈的层数增加，深宽比也是如此，因而使得准确蚀刻通孔变得更加困难。Sivaram说：“此外，还有其他的问题，但深宽比的问题才真正令人烦恼。”

String stacking技术则可实现一连串深宽比为60的通孔，取代单个120或240深宽比的通孔。“每个人都想知道的是何时才具有足够的经济效益，得以从3D NAND过渡到其他替代技术。”

自从SanDisk说ReRAM将在三个世代后取代NAND，时间已经过了近十年。Handy补充说：“但如今每个人都在出货第三代3D NAND，并出样第四代产品。3D NAND存在的时间可能比原先的预期更长久。”

16nm 128Gb TLC平面NAND以及32层TLC 384Gb 3D NAND的比较 （来源：Objective Analysis）

层数增加的速度也比预期的更快。“尤其是低层数组件无法符合成本目标的事实，让层数增加速度更快。3D NAND的重点就在于它应该比平面更便宜，而较低层数的组件则否。”Handy指出，WD和美光(Micron)积极投入生产显示，他们已为其3D NAND创造了获利途径。而三星(Samsung)是否采用与WD、美光一样的技术打造其 3D NAND，目前并不得而知。

Handy预测，大约要到2018年中期，3D NAND才能真正达到成本和量产目标。“多年来，我们一直这么认为。但3D NAND仍然未能实现其成本目标，也还不足以进行量产。预计还得等到更有利可图才行。”

此外，Handy认为，即使东芝3D NAND业务的所有权变化，也不会改变太多的市场样貌。“尽管名称改变了，但市场上仍然是那些厂商。”无论如何，WD仍将采用SanDisk/东芝的技术制造闪存，“问题在于谁将从中获利？”

编译：Susan Hong

本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载

关注最前沿的电子设计资讯，请关注“电子工程专辑微信公众号”。