3D-NAND向500层进发，天花板在哪里？

自2014年3D NAND问世，就一直聚焦着全世界的目光。经过多年的沉淀，3D NAND行业可谓是"百家"峥嵘。说"百家"是有点夸张了，说白了，3D NAND行业也就是指三星、东芝、西部数据、美光、SK海力士等这些Flash原厂巨头，因为他们基本完全把控着3D NAND的命脉。中国公司此前在此领域毫无话语权，甚至连收购、合作外资公司都没可能，想获得突破还得靠国产公司自立。值得欣慰的是，长江存储科技在武汉投资国家存储芯片基地，已经迎头赶上，迈进第一阵营。

3D-NAND的层数堆叠，已经成为各大厂商竞相追逐的目标。目前主流厂商已经到了第6代工艺，Micron刚刚宣布完成232L 3D TLC NAND，读写性能都得到大幅提升，采用的是双堆栈技术。

从Micron透露的路标来看，对NAND技术的研发也是持续投入，争取一直处于领先的地位，当前主要在TLC，后续会在QLC继续发力。据了解，Micron在PLC NAND上暂时未打算重点投入，这也跟PLC NAND的可靠性需要更大的技术支撑，研发投入更大有关。同样的工艺研发投入，随着bit/cell的增加，容量的收益却在下降。

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在Micron宣布232层之后，海力士Sk Hynix也接着发布了238层 512Gb TLC 4D NAND。海力士这个4D NAND叫法，噱头大于实际意义，实际也是3D-NAND的变形，类似CuA架构，就是把电路单元放在存储单元之下(Peri Under Cell, PUC)而已.

镁光Micron和海力士SK Hynix发布的200L+的NAND，采用的都是Charge Trap Flash(CTF)。目前市场上，也仅剩Solidigm(Intel NAND卖给海力士后新成立的公司)还在坚持使用Floating Gate(FG)架构。与FG浮栅不同，FG浮栅将电荷存储在导体中，而CTF将电荷存储于绝缘体中，这消除了单元之间的干扰，提高了读写性能，同时与浮栅技术相比减少了单元面积。不过，FG浮栅对read disturb和program disturb的抗干扰比CTF要好，总体来说，CTF工艺成本更低，这也是大多数公司选择CTF的原因。

国内厂商YMTC自研的Xtacking技术也到了3.0，预计2023也将发布超过200L层的3D NAND，很可能层数在232层，采用6-plane的设计，相对4-plane的架构，性能将得到超过50%的提升。

根据目前各家NAND原厂的研发状态，预计在2025年，我们将会看到层叠超过500L的3D NAND。甚至在2030之前，超过800L的3D NAND也可能会进入大家的视野。这听上去很Crazy，也许这就是技术的魅力。让我们拭目以待！