【导读】闪存进入立体堆叠时代之后，在存储大厂推动下，闪存堆叠层数越来越高，目前已经突破200层大关。不过，大厂对于层数的追求永不止步，根据韩媒The Elec报道，三星存储业务高管近日对外表示，2030年V-NAND可以叠加到1000多层。闪存市场层数堆叠竞争愈演愈烈，未来存储产品容量有望持续提升。
闪存层数之争愈演愈烈，2030年剑指1000层以上
随着AI、大数据等技术发展，催生大容量存储产品（如SSD）的需求，与传统平面架构2D NAND Flash相比，3D NAND Flash、4D NAND Flash可提供更大存储空间满足了业界日益增长的存储需求，因而逐渐受到大厂重视。
目前3D/4D NAND Flash已经突破200层，三星第8代V-NAND层数达到了236层；美光232层NAND Flash已经量产出货；今年3月铠侠和西部数据共同宣布推出218层3D NAND闪存，已开始为部分客户提供样品；SK海力士2022年8月成功开发出世界最高238层4D NAND闪存，今年6月该公司宣布已开始量产238层4D NAND闪存，并正在与生产智能手机的海外客户公司进行产品验证。
未来存储厂商将持续发力更高层数NAND Flash，美光232层之后，计划推出2YY、3XX与4XX等更高层数产品；铠侠与西数也在积极探索300层以上、400层以上与500层以上的3D NAND技术；三星则计划2024年推出第九代3D NAND（有望达到280层），2025-2026年推出第十代3D NAND(有望达到430层），2030年前实现1000层NAND Flash。
不过，要想实现1000层以上NAND Flash并非易事，三星存储业务高管透露，就像建设摩天大楼一样，需要考虑坍塌、弯曲、断裂等诸多稳定性问题，此外还需要克服连接孔加工工艺、最小化电池干扰、缩短层高以及扩大每层存储容量等挑战。
两大扩容方式，未来十年单颗SSD容量可达1PB？
在2D NAND平面时代，厂商主要依靠工艺进行扩容。为了提升闪存产品容量，厂商会引入先进的制程工艺，如从50nm制程提升至30nm制程，在相同尺寸面积下，可实现更大容量。
不过，再先进的制程工艺在单位面积下的存储密度也是存在极限的，而且随着制程提升，存储密度增加，相邻存储单元格电荷干扰问题也就越严重，进而导致数据处理错误率提升以及使用寿命减少等问题。
为了突破这些瓶颈，闪存从平面走向立体，堆叠层数越来越高，闪存芯片容量与性能也不断提升。
除了堆叠技术之外，另一大扩容的有效手段是改变闪存芯片结构，从SLC、MLC、TLC、QLC到PLC，五种闪存颗粒每单元可存储的信息层层递进，容量逐步提升，不过性能、可靠性、寿命并未随之优化，需要借助一些技术手段以弥补修复。
在闪存堆叠与架构创新技术推动下，以SSD为代表的闪存产品容量不断攀升。目前，消费级SSD常见容量包括256GB、512GB、1TB、2TB、4TB等，企业级SSD容量更大一些，可达16TB、32TB、64TB、甚至128TB以上。
今年3月三星电子对外表示，预计在未来十年单颗SSD的容量可达1PB（1024TB）。业界认为，QLC/PLC闪存架构与1000层堆叠技术有望助力SSD不断迈向PB级未来。
作者：奉颖娴
来源：全球半导体观察
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