8月2日,國產閃存制造商長江存儲在2022年閃存峰會(FMS)上宣佈,正式推出基於晶棧?3.0(Xtacking?3.0)技術的第四代TLC三維閃存X3-9070。消息顯示,該3DNAND閃存堆疊層數或已達到業界領先的232層。
長江存儲第四代TLC三維閃存X3-9070
據介紹,X3-9070與上一代產品相比,擁有更高的存儲密度,更快的I/O速度,並采用6-plane設計,性能提升的同時功耗更低,進一步釋放系統級產品潛能。
具體來說,X3-9070具有以下技術特點:
性能:
X3-9070實現高達2400MT/s的I/O傳輸速率,符合ONFI 5.0規范;相較於長江存儲上一代產品實現50%的性能提升;
密度:
得益於晶棧3.0的架構創新,X3-9070成為長江存儲歷史上密度最高的閃存顆粒產品,能夠在更小的單顆芯片中實現1Tb的存儲容量;
提升系統級產品體驗:
得益於創新的 6-plane設計(這意味著可以允許die可以進行更多的並行處理,可以帶來更出色的隨機讀取吞吐量),X3-9070相比傳統4-plane,性能提升50%以上,同時功耗降低25%,能效比顯著提升,可為終端用戶帶來更具吸引力的總體擁有成本(TCO)。
另據長江存儲介紹,X3-9070憑借出色的性能、更佳的耐用性以及高質量可靠性,通過美國電子器件工程聯合委員會(JEDEC)定義的多項測試標準。
雖然長江存儲並未公開X3-9070具體的堆疊層數,但是根據供應鏈的消息顯示,其堆疊層數已經達到業界領先的232層。
值得註意的是,今年7月底,美光才剛剛正式宣佈量產業界首個232層堆疊的3D NAND芯片,這也是當時全球首個量產的超過200層的3D NAND閃存芯片,並且也是全球首款六平面(6-Plane) 設計的3D NAND閃存芯片。
時隔僅數天的時間,長江存儲也順利推出232層堆疊的X3-9070,就成功追上業界頂尖水平,確實是非常厲害。
那麼,為何成立於2016年的長江存儲,僅用6年時間就追趕上全球領先的技術水平?長江存儲原創的Xtacking技術功可謂是不可沒!
資料顯示,長江存儲的Xtacking技術,是在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路,而存儲單元則是在另一片晶圓上被獨立加工。
當兩片晶圓各自完工後,Xtacking技術隻需一個處理步驟就可通過數百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses,垂直互聯通道)將二者鍵合接通電路,而且隻增加有限的成本。
根據長江存儲此前公佈的數據顯示,在傳統3D NAND架構中,外圍電路約占芯片面積的20~30%,這也使得芯片的存儲密度大幅降低。
隨著3D NAND技術堆疊到128層甚至更高,外圍電路所占據的芯片面積或將達到50%以上,Xtacking技術則可將外圍電路置於存儲單元之上,從而實現比傳統3D NAND更高的存儲密度。
此外,在I/O速度方面,目前NAND閃存主要是Intel/索尼/SK海力士/群聯/西數/美光主推的ONFi。最新的2021年公佈的ONFI 5.0標準的I/O接口速度最大為2.4Gbps。
而長江存儲2019年量產的Xtacking 1.0技術就已經將I/O接口的速度大幅提升到3Gbps,實現與DRAM DDR4的I/O速度相當。
長江存儲表示,Xtacking技術不僅提高I/O接口速度,而且還保證3D NAND多層堆疊可達到更高容量,還可使得產品開發時間縮短三個月,生產周期可縮短20%,從而大幅縮短3D NAND產品的從開發到上市周期。
根據Tech Insights在去年10月拆解和測試長江存儲512Gb 128層Xtacking 2.0 TLC芯片的分析報告顯示,該芯片的die尺寸為60.42mm2,單位密度增加到8.48 Gb/mm2, 比上一代的256Gb 64層的Xtacking 1.0 die 高出92% 。讀取速度達到7500 MB/s,寫入速度也高達5500 MB/s。
△長江存儲512Gb 128層Xtacking 2.0 TLC NAND芯片的CMOS外圍電路die平面圖
△長江存儲三代3D NAND的比較:Gen1(32L)、Gen2(64L,Xtacking 1.0)和Gen3(128L,Xtacking 2.0)。
如今,長江存儲的Xtacking技術已經進一步進化到Xtacking 3.0,相比Xtacking 2.0自然也就帶來更大的提升。