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致态 TiPlus7100成功的奥义:长江存储晶栈Xtacking架构解析

2023-09-24 13:05:04 作者:ITCN
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今年秋天,最新的Intel和AMD平台发布,固态硬盘也全面开启了PCIegen4时代。11月,国内存储品牌发布了重量级PCIen4新产品致态Tiplus7100,该产品最大的亮点是采用YMTC长江存储的最新水晶堆®Xtacking®3.0架构NAND,最高连续读写性能达到7000MB/s和6000MB/s,堪称绝地反击。

为什么晶栈®Xtacking3.0®体系结构有如此光明的表现?在讨论Xtacking之前,让我们简单了解一下NANDFLASH的内部结构,这是固态磁盘的核心组件。

致态长江存储 1TB SSD固态硬盘 NVMe M.2接口 致态 TiPlus7100系列 (PCIe 4.0 产品)

[经销商]京东商城

[产品售价]¥699元

01从2DNAND到3DND。

NAND的容量取决于可以存储在晶圆上存储阵列Aray中的最小存储单元Cell的数量。对于早期的平面NAND(也称为2DNAND),需要更先进的工艺流程,以进一步提高存储容量,降低成本。然而,工艺流程越高,晶圆的氧化层越薄,性能和可靠性就会降低。因此,3DNAND开始成为主流。

所谓的3DNAND是相对于Planarnanand而言的,在晶圆上采用多层叠加设计,如果将Planananand与平房进行比较,那么3DNAND就是高层建筑,提高NAND的容量只需要堆叠更多层的Aray,这样就可以保证容量、性能和可靠性。目前3DTCNAND已达到100层以上,单个NAND实现1TB容量。

22NAND架构。

虽然3DNAND的概念相对容易理解,但在生产层面实施起来并不像简单的叠层那么简单,这涉及到NAND架构的问题。从全球主流存储厂商生产的NAND横截面图可以看出,三星、凯霞、西部数据采用常规并置结构,将控制数据读写的外围CMOS线放在Aray下方,但技术层面不同。

例如,三星V-NAND系列NAND采用一次性加工和内存孔(memoryhole)HARC蚀刻技术,而装甲/西部数据BiCSND采用两个48层堆叠。平行结构的优点是加工难度相对较低,但对晶圆蚀刻设备和技术要求较高。

Intel/Micron和SK海力士采用Cua(CMOSunderAray)架构,这是一种将CMOS线放置在Array以下的加工方法,从而增加了Aray的面积。Cua架构的优点是可以扩大单个芯片的存储密度,但也存在制造过程难度大的问题。

YMTC长江存储采用独家的Xtacking3.0架构,采用不同于存储核心Array的晶圆制作CMOS线,通过Bonding工艺进行贴合,将CMOS和Array连接在指甲盖大小的晶圆上。

03长江存储Xtacking?

从原理上来说,存储在YMTC长江中的水晶堆®Xtacking体系结构是两个独立的晶圆,分别加工外围电路和存储单元,在逻辑技术上有更多的自主选择性,从而使NAND获得更多的I/O通道和更高的接口速度,比如最新的水晶堆®Xtacking®3.0架构NAND具有四闪存通道和高达2400MT/s的接口带宽,这也是一个。

存储密度的优化是3DNAND颗粒最重要的发展方向。在传统的3DNAND架构中,外围CMOS电路占芯片面积约20~30%,而Xtacking技术创新将外围电路置于存储单元之上,从而实现比传统3DNAND更高的存储密度,芯片面积可降低25%左右。

除了容量、性能和成本之外,NAND颗粒的产量和出货量也是市场竞争的重要组成部分。自Xtacking®2.0技术诞生以来,长江存储NAND的产量大幅提升,充分满足了长江存储自有存储产品和客户供应的需求。此外,Xtacking®工艺存储单元和周边CMOS线路的独立加工特性可以实现平行和模块化的灵活生产,比传统结构产品的研发周期缩短三个月,生产周期缩短20%,大大提高了长江存储NAND的出货量。

晶栈Xtacking®作为长江存储的核心技术品牌,代表了长江存储在3DNAND存储技术领域的创新和卓越贡献。经过9年的技术积累和4年的技术验证,晶栈Xtacking建筑NAND不仅在性能和可靠性方面达到了国际水平,而且具有更高的存储密度和更灵活的开发周期,这也是成功的意义。

Tags:致态 TiPlus7100
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