2025-03-03 09:49:03

NAND闪存芯片，进入第十代！

随着人工智能、大模型、云计算等新兴技术的飞速发展，市场对NAND闪存的存储性能要求也在不断提高，各大厂商都在积极推进NAND闪存的研发，越来越多有关第十代NAND闪存技术的消息扑面而来，第十代NAND闪存的技术之争正在拉开帷幕。

铠侠与闪迪携手注重高性能低功耗

铠侠和闪迪可是一对“老伙计”了，双方早在铠侠还叫东芝存储时就有合作，如今闪迪已从西部数据分离，双方依旧保持着密切的合作关系。本次双方针对AI等新兴应用场景，推出了第十代3D NAND闪存技术，与前几代产品相比，这种新型NAND闪存在性能上提升达33%。

铠侠的CBA技术图片来源：铠侠官网

铠侠表示，这款新型3D NAND闪存采用了独有的CBA技术（CMOS directly Bonded to Array，外围电路直接键合到存储阵列），通过将CMOS晶圆和单元储存阵列晶圆在更优的条件下单独制造，然(rán)后(hòu)精(jīng)准(zhǔn)地(de)键合(hé)在(zài)一(yī)起(qǐ)，不(bù)仅(jǐn)提(tí)高(gāo)了(le)芯(xīn)片(piàn)的(de)集成(chéng)度(dù)，还(hái)优(yōu)化(huà)了(le)电(diàn)路的(de)性(xìng)能(néng)，减(jiǎn)少(shǎo)了(le)信(xìn)号(hào)传(chuán)输(shū)的(de)损(sǔn)耗(hào)，从(cóng)而(ér)实(shí)现(xiàn)了(le)更(gèng)高(gāo)的(de)性(xìng)能(néng)和(hé)更(gèng)低(dī)的(de)功(gōng)耗(hào)。并(bìng)且(qiě)，这(zhè)并(bìng)不是一项新技术，铠侠第八代3D NAND产品也曾采用过，但本次第十代NAND内存层数从第八代的218层增加到了322层，对晶圆平面布局进行优化以提高平面密度，使位密度提升了59%。更高的位密度意味(wèi)着(zhe)在(zài)相(xiāng)同(tóng)的芯片面积上能够存储更多的数据，这对于满足不断增长的数据存储需求至关重要。无论是智能手机、平板电脑等移动设备，还是数据中心、云计算等大型应用场景，都能够从中受益，实现存储容量的大幅提升。

此外，新产品还采用了Toggle DDR6.0接口标准和SCA协议。Toggle DDR6.0接口标准作为最新的NAND闪存接口标准，具备更高的传输带宽和更稳定的信号传输能力，允许NAND接口速度达到4.8Gb/s，为实现高速数据传输提供了坚实的基础。而SCA协议，作为一种全新的接口命令地址输入方式，将命令/地址输入总线与数据传输总线完全分离并实现并行运行，有效减少了数据输入/输出所需时间，进一步提升了数据传输的效率。在能效方面，该方案引入了PI-LTT（电源隔离低抽头终端）技术。这项技术在进一步降低功耗方面发挥了关键作用，它通过在NAND接口电源中同时使用现有1.2V电源和额外低压电源，实现了数据输入/输出过程中的功耗降低。具体而言，输入功耗降低了10%，输出功耗降低了34%，成功实现了高性能与低功耗的平衡。这对于数据中心等大规模应用场景来说，具有重要的意义，不仅能够降低运营成本，还能减少能源消耗。

铠侠首席技术官宫岛秀（Hideshi Miyajima）表示：“随着人工智能技术的普及，生成的数据量预计将大幅增加，现代数据中心对提高能效的需求也将随之增加。”

美光继续精进3D NAND技术

美光的第十代NAND闪存技术在于架构创新，美光的第九代3D NAND技术G9，将数据传输速率提升了50%，读写带宽也得到了显著优化，为AI和(hé)云(yún)计(jì)算(suàn)等(děng)以(yǐ)数(shù)据(jù)为(wèi)中(zhōng)心(xīn)的(de)工(gōng)作(zuò)负(fù)载(zài)提(tí)供(gōng)了(le)强(qiáng)有(yǒu)力(lì)的(de)支持。该技术通过将多个存储单元层垂直堆叠在一起，提高了存储密度，不仅增加了存储单元的数量，还缩短了数据传输的路径，从而提高了读写速度。此外，美光还对存储单元的排列方式进行了优化，采用了更加紧凑的布局，进一步提高了存储密度。

图片来源：美光科技官网

为了提升读写速度，美光在信号传输和控制电路方面进行了创新。通过采用高速信号传输技术和优化的控制算法，减少了数据传输的延迟，提高了读写操作的效率。同时，美光还引入了先进的纠错码（ECC）技术，能够在数据传输过程中及时检测和纠正错误，保证了数据的准确性和完整性。

在材料改进方面，美光采用了新型的存储介质材料。这种材料具有更好的电荷保持能力和稳定性，能够提高存储单元的可靠性和耐用性。同时，新型材料还具有更低的电阻(zǔ)和(hé)电(diàn)容(róng)，有(yǒu)利(lì)于(yú)提(tí)高(gāo)信(xìn)号(hào)传(chuán)输(shū)的(de)速(sù)度(dù)和(hé)效(xiào)率(lǜ)。此(cǐ)外(wài)，美(měi)光(guāng)还(hái)对(duì)闪(shǎn)存(cún)芯(xīn)片(piàn)的(de)制(zhì)造(zào)工(gōng)艺(yì)进行了改进，采用了更先进的光刻技术和蚀刻工艺，使得芯片的制造精度更高，性能更加稳定。

SK海力士从3D突破到4D

SK海力士更是提早一步，在2024年11月21日就宣布，开始量产业界首款321层1TB TLC 4D NAND闪存，并于今年上半年开始供应。

图片来源：SK海力士官网

SK海力士表示，在此次产品开发过程中采用了高生产效率的“3-Plug”工艺技术，克服了堆叠局限。该技术分三次进行通孔工艺流程，随后经过优化的后续工艺将3个通孔进行电气连接。在其过程中开发出了低变形材料，引进了通孔间自动排列（Alignment）矫正技术。该公司技术团队也将上一代238层NAND闪存的开发平台应用于321层，由此最大限度地减少了工艺变化，与上一代相比，其生产效率提升了59%。

据了解，SK海力士的第十代NAND闪存技术也将延续使用4D NAND架构，并引入了PUC（Peri Under Cell）技术，将外围控制电路放置在存储单元下方。这种创新的架构设计，为NAND闪存构建了一个更加高效有序的布局，对提升整体性能起到了关键作用。与传统架构相比，SK海力士的创新架构优势显著。在传统架构中，外围控制电路通常位于存储单元的侧面，这不仅占据了较大的芯片面积，还增加了信号传输的距离和延迟。而PUC技术的应用将外围控制电路置于存储单元下方，缩短了信号传输路径，使得数据的读写操作能够更加迅速地响应。这种架构优化，使得数据传输速度得到了显著提升，同时也提高了芯片的整体性能和稳定性。

SK海力士计划在今年年底之前，全面完成400多层堆叠NAND的量产准备工作，2026年第二季度正式启动并大规模投入生产。

图片来源：快科技

快评：第十代NAND闪存前景可期

近期，DeepSeek模型以优越的性能和极低的成本惊艳登场，给全球科技行业带来了全新的震撼，而这股强烈的震感也传到了整个半导体产业链，对于有些芯片品类来说是冲击，而对于NAND来说，是大利好。

在AI手机领域，随着DeepSeek技术的融入，手(shǒu)机(jī)的(de)智(zhì)能(néng)化(huà)水(shuǐ)平(píng)得(de)到(dào)了(le)显(xiǎn)著(zhe)提(tí)升(shēng)。它能够实现更自然的语音交互、更精准的图像识别以及更高效的智能助手功能。而为了实现这些强大的AI功能，手机对NAND闪存(cún)的(de)需(xū)求(qiú)在容量和性能上都有了大幅提升。以苹果为例，其最新款手机为了搭载更先进的AI算法和更大的语言模型，NAND闪存的容量从以往的128GB起步提升到了256GB起步，以满足大量数据的存储和快速读取需求。

在AIPC领域，DeepSeek的搭载使得AIPC能够在本地实现更强大的AI计算能力，无需完全依赖云端服务器，从而提高了响应速度和数据安全性。这一变革使得AIPC在处理复杂任务时更加高效，如进行图像和视频编辑、数据分析以及运行大型AI软件等。为了支持这些高性能的AI应用，AIPC对NAND闪存的性能要求也越来越高，需要具备更快的读写速度和更高的稳定性。例如，英特尔推出的新一代AIPC处理器，搭配了高性能的NAND闪存，以确保AI应用的流畅运行。同时，为了满足用户对海量数据存储的需求，AIPC的NAND闪存容量也在不断增大，从传统的512GB向1TB甚至2TB迈进。

AIoT（人工智能物联网）领域也因DeepSeek技术的发展而迎来了新的发展机遇。在智能家居、智能安防、智能穿戴等设备中，DeepSeek的AI技术能够实现更智能的环境感知、更精准的行为分析以及更高效的设备控制。例如，智能摄像头可以通过AI技术实时识别异常行为并及时报警，智能音箱可以理解用户的自然语言指令并提供相应的服务。这些AIoT设备数量的快速增长以及功能的不断丰富，使得对NAND闪存的需求呈现出爆发式增长。根据市场研究机构的数据，预计到2025年底，全球AIoT设备对NAND闪存的需求量将达到数亿GB，市场规模将超过数百亿美元。

其他还有汽车智能化领域，随着自动驾驶技术的不断发展，汽车(chē)对(duì)AI计算能力的需求越来越高，对NAND闪存的需求也在不断增加。

专家表示，这些需求让各大企业对NAND闪存的性能、容量和功耗等方面提出了全新的要求。在性能方面，端侧AI应用需要NAND闪(shǎn)存(cún)具(jù)备(bèi)更(gèng)高(gāo)的(de)读(dú)写(xiě)速(sù)度(dù)，以(yǐ)满(mǎn)足(zú)AI算(suàn)法(fǎ)对(duì)大(dà)量(liàng)数(shù)据(jù)快(kuài)速(sù)处理的需求，还需保证AI算法的实时性和准确性；在容量方面，随着端侧AI应用的不断丰富和复杂，终端设备需要存储更多的数(shù)据(jù)，包(bāo)括(kuò)AI模(mó)型(xíng)、训(xun)练(liàn)数(shù)据(jù)以(yǐ)及(jí)用(yòng)户(hù)数(shù)据(jù)等(děng)；功(gōng)耗(hào)方(fāng)面(miàn)，端(duān)侧(cè)AI设(shè)备(bèi)通(tōng)常(cháng)需(xū)要(yào)长(zhǎng)时(shí)间(jiān)运(yùn)行(xíng)，并(bìng)且(qiě)对(duì)电(diàn)池(chí)续(xù)航(háng)能(néng)力(lì)有(yǒu)较(jiào)高(gāo)要(yào)求(qiú)。因(yīn)此(cǐ)，NAND闪(shǎn)存(cún)的(de)低(dī)功(gōng)耗(hào)特(tè)性(xìng)变(biàn)得(de)尤(yóu)为(wèi)重(zhòng)要(yào)。低(dī)功(gōng)耗(hào)的(de)NAND闪(shǎn)存(cún)可(kě)以(yǐ)减(jiǎn)少(shǎo)设(shè)备(bèi)的(de)能(néng)耗(hào)，延(yán)长(zhǎng)电(diàn)池(chí)续(xù)航(háng)时(shí)间(jiān)，提(tí)高(gāo)设(shè)备(bèi)的(de)使(shǐ)用(yòng)便(biàn)利(lì)性(xìng)。这(zhè)些(xiē)需(xū)求(qiú)都(dōu)是(shì)第(dì)十(shí)代(dài)甚(shén)至(zhì)第(dì)十(shí)一(yī)代(dài)NAND闪(shǎn)存(cún)需(xū)要(yào)主要(yào)着(zhe)力(lì)的(de)点(diǎn)。

因(yīn)此(cǐ)，结(jié)合(hé)DeepSeek的(de)影(yǐng)响(xiǎng)和(hé)当(dāng)前(qián)行(xíng)业(yè)动(dòng)态(tài)，NAND市(shì)场(chǎng)未(wèi)来(lái)在(zài)供(gōng)需(xū)、价(jià)格(gé)和(hé)技(jì)术(shù)发(fā)展(zhǎn)等(děng)方(fāng)面(miàn)将(jiāng)呈(chéng)现(xiàn)出(chū)一(yī)系(xì)列(liè)显(xiǎn)著(zhe)趋(qū)势(shì)。

供(gōng)需(xū)方(fāng)面(miàn)，随(suí)着(zhe)DeepSeek推(tuī)动(dòng)AI在(zài)各(gè)领(lǐng)域的(de)广(guǎng)泛(fàn)应(yīng)用(yòng)，NAND闪(shǎn)存(cún)的(de)需(xū)求(qiú)将(jiāng)持(chí)续(xù)增(zēng)长(zhǎng)。根(gēn)据(jù)市(shì)场(chǎng)研(yán)究(jiū)机(jī)构(gòu)的(de)预(yù)测(cè)，到(dào)2026年(nián)，全球(qiú)AI相(xiāng)关应(yīng)用(yòng)对(duì)NAND闪(shǎn)存(cún)的(de)需(xū)求(qiú)量(liàng)有(yǒu)望(wàng)达(dá)到(dào)数(shù)万(wàn)亿(yì)GB，年(nián)复(fù)合(hé)增(zēng)长(zhǎng)率(lǜ)将(jiāng)超(chāo)过(guò)20%。而(ér)在(zài)供(gōng)给(gěi)端(duān)，尽(jǐn)管(guǎn)NAND厂(chǎng)商(shāng)在(zài)2025年(nián)采取(qǔ)了(le)减(jiǎn)产(chǎn)措(cuò)施(shī)，但(dàn)随(suí)着(zhe)技(jì)术(shù)的(de)进(jìn)步(bù)和(hé)新(xīn)产(chǎn)能(néng)的(de)逐(zhú)步(bù)释(shì)放(fàng)，未(wèi)来(lái)市(shì)场(chǎng)供(gōng)应(yīng)仍(réng)将(jiāng)保(bǎo)持(chí)一(yī)定(dìng)的(de)增(zēng)长(zhǎng)态(tài)势(shì)。不(bù)过(guò)，由(yóu)于(yú)AI相(xiāng)关需(xū)求(qiú)的(de)增(zēng)长(zhǎng)速(sù)度(dù)较(jiào)快(kuài)，预(yù)计(jì)未(wèi)来(lái)NAND市(shì)场(chǎng)将(jiāng)逐(zhú)渐(jiàn)从(cóng)供(gōng)过(guò)于(yú)求(qiú)转(zhuǎn)向(xiàng)供(gōng)需(xū)平(píng)衡(héng)，并(bìng)有(yǒu)可(kě)能(néng)在(zài)某(mǒu)些(xiē)高(gāo)端(duān)产(chǎn)品(pǐn)领(lǐng)域出(chū)现(xiàn)供(gōng)不(bù)应(yīng)求(qiú)的(de)局(jú)面(miàn)。

价(jià)格(gé)方(fāng)面(miàn)，受(shòu)供(gōng)需(xū)关系(xì)变(biàn)化(huà)以(yǐ)及(jí)技(jì)术(shù)进(jìn)步(bù)的(de)影(yǐng)响(xiǎng)，NAND闪(shǎn)存(cún)价(jià)格(gé)有(yǒu)望(wàng)在(zài)未(wèi)来(lái)呈(chéng)现(xiàn)出(chū)先(xiān)稳(wěn)后(hòu)升(shēng)的(de)趋(qū)势(shì)。2025年(nián)初(chū)，由(yóu)于(yú)NAND厂(chǎng)商(shāng)的(de)减(jiǎn)产(chǎn)措(cuò)施(shī)以(yǐ)及(jí)市(shì)场(chǎng)需(xū)求(qiú)的(de)逐(zhú)步(bù)回(huí)暖(nuǎn)，NAND闪(shǎn)存(cún)价(jià)格(gé)已(yǐ)经(jīng)开(kāi)始(shǐ)出(chū)现(xiàn)企(qǐ)稳(wěn)迹(jī)象(xiàng)。随(suí)着(zhe)AI相(xiāng)关需(xū)求(qiú)的(de)进(jìn)一(yī)步(bù)释(shì)放(fàng)，预(yù)计(jì)从(cóng)2025年(nián)下(xià)半(bàn)年(nián)开(kāi)始(shǐ)，NAND闪(shǎn)存(cún)价(jià)格(gé)将(jiāng)逐(zhú)步(bù)回(huí)升(shēng)。尤(yóu)其(qí)是(shì)在高端NAND闪存产品领域，由于其技术门槛高、市场需求旺盛，价格上涨幅度可能更为明显。而在中(zhōng)低(dī)端(duān)市(shì)场(chǎng)，由(yóu)于(yú)市(shì)场(chǎng)竞争激烈，价格上涨幅度可能相对较小，但随着成本的上升和需求的改善，价格也(yě)将(jiāng)逐(zhú)渐(jiàn)趋(qū)于(yú)稳(wěn)定(dìng)并(bìng)有(yǒu)所(suǒ)回(huí)升(shēng)。

DeepSeek对(duì)NAND市(shì)场(chǎng)的(de)影(yǐng)响(xiǎng)，是(shì)当(dāng)下(xià)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)行(xíng)业(yè)变(biàn)革(gé)的(de)一(yī)个(gè)缩(suō)影(yǐng)，随(suí)着(zhe)AI技(jì)术(shù)的(de)不(bù)断(duàn)演(yǎn)进(jìn)和(hé)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)的(de)持(chí)续(xù)拓(tà)展(zhǎn)，第(dì)十(shí)代(dài)NAND闪(shǎn)存(cún)有(yǒu)望(wàng)获(huò)得(de)广(guǎng)阔(kuò)的(de)发(fā)展(zhǎn)空(kōng)间(jiān)，企(qǐ)业(yè)需(xū)要(yào)不(bù)断(duàn)加(jiā)大(dà)研(yán)发(fā)投(tóu)入(rù)，提(tí)升(shēng)技(jì)术(shù)创(chuàng)新(xīn)能(néng)力(lì)，优(yōu)化(huà)成(chéng)本(běn)结(jié)构(gòu)，以(yǐ)适(shì)应(yīng)市(shì)场(chǎng)的(de)快(kuài)速(sù)变(biàn)化(huà)。同(tóng)时(shí)，企(qǐ)业(yè)之(zhī)间(jiān)的(de)合(hé)作(zuò)也(yě)将(jiāng)变(biàn)得(de)更(gèng)加(jiā)重(zhòng)要(yào)，通(tōng)过(guò)协(xié)同(tóng)创(chuàng)新(xīn)，共(gòng)同(tóng)推(tuī)动(dòng)NAND技(jì)术(shù)的(de)发(fā)展(zhǎn)，满足AI等(děng)新(xīn)兴(xìng)领(lǐng)域对(duì)存(cún)储(chǔ)的(de)多(duō)样(yàng)化(huà)需(xū)求(qiú)。