為什么3D NAND的平均生命周期很短？

隨著平面的2D NAND Flash制程逐漸面臨微縮極限，3D NAND的平均生命周期也可能比大多數(shù)人所想象的更短許多...

在今年的閃存高峰會(Flash Memory Summit)上，三星(Samsung)宣布開發(fā)1Tb 3D NAND，并將用于明年推出的商用產(chǎn)品中。 不過，我想知道4Tb 3D NAND何時將會出現(xiàn)在市場上。

根據(jù)來自三星與東芝(Toshiba)的信息，64層TLC 512Gb 3D NAND芯片尺寸約為130mm2。 而假設(shè)以串行堆棧64層的條件下，我認為，為了建置4Tb NAND芯片：

需要8串64層串行堆棧，才能實現(xiàn)容量達4Gb的芯片(512Gb×8=4G);

總層數(shù)在130mm2的芯片尺寸上達到512層;

處理1個芯片大約需要1年的時間，內(nèi)存邏輯則需要5周的處理時間;再將建置一個64層內(nèi)存單元需的5-6周時間乘以8倍(8串64層的堆棧)。 因此，處理一個512層的芯片將會需要45-53周的時間。

如果這種簡單的估算方法正確的話，那么實際上就不可能實現(xiàn)4Tb NAND芯片了。 如果考慮采用四位單元(QLC)以取代三位單元(TLC)，那么充其量最多也只能改善25%。 因此，QLC 4Tb 3D NAND需要410層，以及大約9個月的晶圓處理時間。

那么16Tb 3D NAND呢? 它應(yīng)該會需要2,048層，以及大約4年的晶圓處理時間。

過去幾十年來，NAND在摩爾定律(Moore’s Law)的原則下實現(xiàn)了顯著的成長。 當摩爾定律逐漸邁向尾聲，而平面NAND開始過渡至3D NAND時，許多人預(yù)期3D NAND將以垂直方向持續(xù)擴展其內(nèi)存微縮。 然而，3D NAND在64層時才能實現(xiàn)與平面NAND相當?shù)膬r格。 因此，3D NAND將開始與平面NAND展開價格競爭。 而現(xiàn)在我認為期待4Tb NAND幾乎是不可能的。

3D NAND的微縮極限似乎也變得顯而易見了。 那么，3D NAND將會很快地達到其生命周期的終點嗎? 我想可能不遠了。