3D閃存也救不了閃存價格,Toshiba一技術(shù)能讓固態(tài)硬盤真正便宜下來
1999年在Toshiba180nm下制造出256MB容量的閃存,2015年在15nm制程下閃存單Die容量提升了64倍達(dá)到16GB。和摩爾定律晶體管數(shù)量每18-24個月翻一番的理論相比,閃存容量的提升速度已經(jīng)落后了?! ?014年的閃存峰會上,美光說3D閃存能將閃存帶回摩爾定律的路線上來,不過現(xiàn)在來看基本已經(jīng)失敗了:閃存不僅沒有因3D制程使用而大幅降價,反而掀起了一波漲價潮?! ∑鋵嵱龅絾栴}的不僅僅是NAND閃存,包括DRAM內(nèi)存也遇到同樣技術(shù)高度,各大原廠更新制程的進(jìn)度普遍低于預(yù)期,各種延期成了家常便飯。 英特爾在14nm這個制程節(jié)點上已經(jīng)停留了3代,一直是修修補補的狀態(tài),遲遲拿不出10nm芯片。平面閃存方面,Toshiba已經(jīng)發(fā)展到15nm制程,SK Hynix為14nm,基本都和當(dāng)代處理器制程持平?! 「冗M(jìn)的制程(10nm~3nm)需要EUV極紫外光刻的支持,而EUV技術(shù)花了很多年直到現(xiàn)在剛在實驗室條件下達(dá)到適合使用量產(chǎn)的水平。運用EUV光刻的新設(shè)備成本高昂的同時,工作狀態(tài)比當(dāng)前氬氟雷射耗費10倍以上電能。由于EUV光刻的能源轉(zhuǎn)換效率只有0.02%左右,一臺輸出功率250瓦的EUV光刻機每天會消耗3萬度電。對于EUV光刻,臺積電曾表示希望未來制程工藝中越少用到越好,因為實在是太貴了! 既然制程升級空間小,那么2D向3D轉(zhuǎn)換成效如何?2D閃存時代通過制程升級可以獲得近似指數(shù)級增長,而3D時代則只會有線性的增加,因為從原理上來說3D做的是垂直方向上的堆疊,而不是2D閃存制程升級時在長寬尺寸上的同時進(jìn)步。3D閃存的確是未來的發(fā)展方向,但卻不是萬能的救世主?! 〔还苋绾?,在制程微縮漸入瓶頸的狀況下3D工藝還是能做出一些成本上的改善,尤其是64層以上的3D堆疊閃存:Toshiba在2007年就首次宣告3D閃存,直到今年投入大規(guī)模運用的正是64層堆疊技術(shù)?! 〕藢⒃械腇ab 2與Fab 5升級為3D工藝外,Toshiba還計劃新建Fab 6:新工廠從一開始就將以3D閃存制造為目標(biāo)?! 〕?D堆疊之外,未來能讓閃存真正降價的方向還有QLC:Toshiba64層堆疊的BiCS Gen 3閃存量產(chǎn)后很快又宣告了96層 BiCS 4閃存以及3D QLC技術(shù)?! ∠啾?D堆疊,其實QLC對于降成本更為靠譜,當(dāng)然前提是要有過硬的技術(shù)搞定壽命問題:作為閃存發(fā)明者,Toshiba首個宣告QLC也是非常有底氣的?! 〗柚诟叩亩询B層數(shù)以及QLC每個儲存單元多出的1bit儲存能力,Toshiba能將當(dāng)前最大512Gb的閃存單Die容量提升至768Gb。如果運用16die封裝,單個閃存顆粒就能擁有1.5TB儲存容量!Toshiba還承諾3D QLC將提供1000次以上擦寫壽命,幾乎等同于現(xiàn)在的TLC閃存,而且不會讓大家等太久:大約明年晚些時候就會出現(xiàn)?! 】赡苡型婕疫€會聯(lián)想到Intel與美光聯(lián)合開發(fā)的3D XPoint,不過它主要面向的是高性能領(lǐng)域,不差錢的企業(yè)級使用也許會用的上它,而容量為王的消費級固態(tài)硬盤當(dāng)中,英特爾16G傲騰內(nèi)存(緩存盤)的失敗大家都已經(jīng)看到了3D XPoint不會對降價有任何幫助。