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[情報] 3D NAND原廠垂直單元效率對比，哪家儲存

madeinheaven 發表於 2024/6/19 下午4:23:06
看板PC_Shopping標題[情報] 3D NAND原廠垂直單元效率對比，哪家儲存作者
madeinheaven
 ()時間推噓19 推:21 噓:2 →:29

3D NAND原廠垂直單元效率對比，哪家儲存效率更高？
https://www.icsmart.cn/78902/

近日市場研究機構Techinsights對於三星、SK海力士/Solidigm、美光、KIOXIA/WD、YMTC的200層以上的3D NAND Flash進行了對比分析，發現三星的垂直單元效率 (VCE，
vertical cell efficiency) 是最高的。

傳統的NAND快閃記憶體單元採用平面電晶體結構，包括控制柵極（Control Gate）和浮動柵極（Float Gate）。通過向單元施加電壓，電子在浮動柵極中儲存和移除。

https://i.imgur.com/sCaegjK.jpg


多年來，供應商將平面 NAND 的單元尺寸從 120nm 縮小到 1xnm 節點，使容量增加了
100 倍。然而，當單元尺寸達到了 14nm 的極限，這意味著該技術不再可擴展，由此
NAND原廠紛紛轉向3D NAND，以實現超過 2D NAND 結構的資料密度，並能夠在更新一代的技術節點上製造。

具體來說，平面 NAND 由帶有儲存單元的水平串組成。而在 3D NAND 中，儲存單元串被拉伸、摺疊並以“U 形”結構垂直豎立。實際上，這些單元以垂直方式堆疊以縮放密度。
因此，3D NAND儲存單元有多個層級。

https://i.imgur.com/SPBso7E.jpg


3D NAND的層數描述了堆疊在一起的字線（Word Line）數量。在這些字線層上切出一個垂直柱，柱子與每條字線的交點代表一個物理單元。也就是說，每個 3D NAND 儲存單元都類似於一個微小的圓柱形結構。每個微小單元由中間的垂直通道和結構內部的電荷層組成，通過施加電壓，電子可以進出絕緣電荷儲存膜，然後讀取訊號。

平面 NAND 在每個節點上都減小了單元尺寸，而 3D NAND 則採用了更寬鬆的工藝，大約在 30nm 到 50nm 之間。3D NAND 記憶體容量的擴展主要是通過新增垂直層來實現的，在這種3D NAND結構中，單元密度會隨著堆疊中層數的增加而增加。然後，每隔一到兩年，供應商就會從一代技術遷移到下一代技術。

根據研究資料顯示，供應商平均每代 3D NAND 都會增加 30% 至 50% 的層數。而每一代新的晶片將會增加 10% 至 15% 的晶圓成本。這也使得NAND 的每bit成本能夠平均以每年約20%幅度降低。

現在，超過200層的TLC NAND 產品已經逐漸成為主流，比如三星236層NAND 、SK 海力士 238層NAND、美光 232層NAND 、YMTC 232層NAND。此外還有一些接近200層的廠商，比如鎧俠（KIOXIA）和西部資料的 112層/162層NAND 和 Solidigm 的 144層/ 192層 (FG)
NAND。

https://i.imgur.com/OpFdFIK.jpg
△Techinsights從 SK 海力士 2TB SSD PC811 HFS002TEM9X152N (裝置：
H25T3TDG8C-X682) 中提取了 SK 海力士 238L 512 Gb 3D NAND 晶片，該晶片尺寸為
34.56mm2 ，位密度為 14.81 Gb/mm2 。

談到 3D NAND 單元效率，垂直單元效率 (VCE，vertical cell efficiency) 對於 NAND單元工藝、設計、整合和裝置操作而言非常重要。

隨著堆疊的總柵極數量的增加，單元 VC（vertical cell）孔高度也會增加。為了降低
VC 高度和縱橫比，其中一種方法是通過減少虛擬柵極（dummy gates）、通過柵極（
passing gates）和選擇柵極（select gates）的數量來提高垂直單元效率。垂直單元效率可以用總柵極中active cell 的百分比來定義，也就是用active WL （Word Line）除以整合的總柵極數來計算。垂直單元效率越高，工藝整合度越高，縱橫比越低，整體效率越高。

https://i.imgur.com/z7w5Suh.jpg

https://i.imgur.com/HqPUK1Q.jpg

VCE可定義為活躍單元佔總柵極的比例，即Active WL 數量除以總整合柵極數量×100%。
例如，一個NAND串由Active WL、通道WL（含dummy WL）和選擇器（源極/漏極）組成。若其包含96個Active WL和總計115個柵極，則VCE為83.5%，計算方法為96/115×100%。VCE
越高，對工藝整合越有利，能實現更低的縱橫比和更高的生產效率。

Techinsights發現，在多代 3D NAND 產品中，三星始終以最高的垂直單元效率領跑行業。他們最新的多層V-NAND 在前幾代以高效著稱的基礎上，擁有令人印象深刻的垂直單元效率。美光和YMTC也在其產品中展示了強勁的垂直單元效率資料，這反映出它們在減少虛擬柵極、通過柵極和選擇柵極數量方面取得了顯著進步，從而最佳化了垂直單元效率。

https://i.imgur.com/hyM6iWx.jpg

△3D NAND 垂直單元效率趨勢

總結來看，三星每一代產品的VCE都是最高的，比如採用單層結構的128層是94.1%，176層COP V-NAND是92.1%，236層2nd COP V-NAND是94.8% 。YMTC的232層Xtacking 3.0的VCE是91.7%，美光232層是91%。KIOXIA 162層的VCE稍低一些，為88%。SK海力士238層共有259個門，VCE為91.9%，仍然低於三星的236L。

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看來3D NAND還是三星第一

3D NAND 200層以上的垂直單元效率三星94.8%第一斷層式領先

其他都是91%左右 KIOXIA(最高只有162層)最爛只有88%

三星今年4月時宣布量產第九代V-NAND 290層

計畫明年下半年推出第十代V-NAND 430層

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※ PTT 留言評論
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 118.166.206.179 (臺灣)
※ PTT 網址
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smallreader 06/19 16:23還以為是海力士

推

yymeow 06/19 16:25***以前是王者，但是後來太容易出問題了

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yymeow 06/19 16:25就令人卻步

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MrDisgrace 06/19 16:26開快車 也容易撞車

推

LastAttack 06/19 16:27中國遙遙領先

※ 編輯: madeinheaven (118.166.206.179 臺灣), 06/19/2024 16:28:57
推

mrme945 06/19 16:29也是這幾年最常翻車的

推

qwe753951 06/19 16:45三星NAND還算穩，DRAM就輸慘了

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k5648550577 06/19 17:150E冷筍，我還是買日本貨、美光光、

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k5648550577 06/19 17:15閃屌產品好些。

推

sam0324sam 06/19 17:33看不懂 所以要買三星哪個型號XD

三星236層目前只有990 PRO 4TB

推

pcfox 06/19 17:39冷筍效率也遙遙領先
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Cubelia 06/19 17:40遙遙領先

※ 編輯: madeinheaven (118.166.206.179 臺灣), 06/19/2024 17:58:57
推

E7lijah 06/19 18:00三星會0E跟冷筍還想買?

※ 編輯: madeinheaven (118.166.206.179 臺灣), 06/19/2024 18:03:33
推

Kowdan 06/19 18:12SSD一樣垃圾，冷筍牌就PASS

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qazws931 06/19 18:31買新聞，出貨文，炒股文

推

chanollili 06/19 20:46冷筍我pass給你買

推

MrDisgrace 06/19 20:480E留著自己慢慢買

推

hugh509 06/19 20:52技術多難無所謂，我只要穩定

推

Qpera 06/19 20:52YMTC這樣強

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Qpera 06/19 20:54層數跟效率都是世界一流了，韓國危險

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IhateOGC 06/19 21:01當然是長江

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Lemming 06/19 21:05現在905p 1.5T新蛋299.99誰要看三星?

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Lemming 06/19 21:06真實良率到底多少 這麼多人壞掉出現0E

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spfy 06/19 21:39這東西沒有負面影響喔 我以為會比較熱之類的

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spfy 06/19 21:39或者良率比較低(比較不耐電)之類的？

推

jhangyu 06/19 22:22有屁用，還不是冷筍

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narukaza 06/19 22:38原本以為對岸顆粒崛起能殺個血流成河逢

長江NAND的市占率很低的屬於Others 根本影響不了價格

https://i.imgur.com/wyRNGfL.jpg

https://i.imgur.com/tuCN7bG.jpg

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eric13141230 06/19 22:38留給有緣人

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narukaza 06/19 22:38低買進，結果還不是跟其他大廠一起賣那

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narukaza 06/19 22:38死豬價…

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amos30627 06/19 22:59SSD之前價格不是殺爛嗎

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amos30627 06/19 23:00一堆人在喊沒m.2插槽了

※ 編輯: madeinheaven (118.166.214.229 臺灣), 06/19/2024 23:36:29
推

E7lijah 06/20 00:17原來美光NAND才10%上下 鎧俠都比他高

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leviva 06/20 08:52除非它不會0E才有用

推

facker 06/20 10:16三星v6 一堆問題

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saito2190 06/20 11:32先推才不會被發現我看不懂

噓

InvincibleK 06/20 12:47Intel會說它最強,可是事實上...

推

balius 06/20 13:40到目前為止NAND確實就還無法跨過3D Xpoint

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balius 06/20 13:41的障礙，如果不是3D Xpoint強那就是NAND太

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balius 06/20 13:42廢，看哪種說法你聽起來比較順耳...

推

qwe78971 06/20 13:57美光表現比想像中還差
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amos30627 06/20 19:03美光那產品線亂搞 不意外

推

x61s 06/20 19:28這篇掉了一堆術語 結論又推高嘲諷的三星

推

x61s 06/20 19:30難怪被說出貨文KOL（key opinion liar)

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syura945 06/20 19:48冷筍這幾年 nand不太穩定的樣子

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Cubelia 06/20 21:11爽爽爽鍊子掉太大了啦

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Cubelia 06/20 21:12@Lemming 荷包空空，看到狂降真的可惜

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Cubelia 06/20 21:13@balius I皇走太前面了，結果兩家NAND

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Cubelia 06/20 21:13鎧俠XL-Flash和三爽ZET後面都沒太多消息

推

menchian 06/20 21:333d xpoint太貴啦，這市場就是劣幣驅逐良

→

menchian 06/20 21:33幣

噓

sxing6326 06/21 19:390E
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