闪存界跟层数杠上了？SK海力士发布全球首款238层4D NAND闪存

8月3日，韩国知名存储芯片厂商SK海力士宣布成功研发了全球首款业界最高层数的238层NAND闪存，并且在美国圣克拉拉举行的2022闪存峰会上亮相了首款238层4DNAND闪存新产品。SK海力士表示：“此次238层NAND闪存在达到业界最高堆栈层数的同时实现了全球最小的面积。”

SK海力士自2020年12月完成176层NAND闪存研发以来，时隔仅1年7个月，就将层数突破到了238层的新高度。据悉，SK海力士已经开始向客户发送238层 512Gb TLC(Triple Level Cell)4D NAND闪存的样品，并计划在2023年上半年正式投入量产。SK海力士NAND闪存开发担当崔正达表示：“基于其4D NAND闪存技术，SK海力士全球首次成功研发了238层NAND闪存，进而确保了成本、性能、产品质量等层面的全球领先竞争力。”

SK海力士早在2018年研发的96层NAND闪存就导入了4D方式。相比3D方式，4D架构具有单元面积更小，生产效率更高的优点。为成功研发4D架构的芯片，SK海力士采用了电荷捕获型技术(CTF，Charge Trap Flash)和PUC(Peri.Under Cell)技术。

如图所示，电荷捕获型技术(CTF,Charge Trap Flash)是一种浮栅型(FG，Floating Gate)闪存技术，可以将电荷存储在导体(①)中，而CTF将电荷存储在绝缘体(②)中，以解决单元间的干扰问题。因此，相比FG技术，CTF可缩小芯片的单元面积，同时提高数据的读写性能。

而PUC(Peri Under Cell)技术可以将外围(Peri.)电路放置在存储单元的下方,以最大化生产效率。

据悉，238层NAND闪存成功堆栈更高层数的同时，实现了业界最小的面积。新产品每单位面积具备更高的密度，借其更小的面积能够在相同大小的硅晶片生产出更多的芯片，因此相比176层NAND闪存其生产效率也提高了34%。

此外，238层NAND闪存的数据传输速度为2.4Gbps，相比前一代产品提高了50%，芯片读取数据时的能源消耗也减少了21%，在ESG方面也取得了进步。

SK海力士计划先为主要应用范围为PC用存储设备-cSSD（client SSD）供应238层NAND闪存，随后将其导入范围逐渐延伸至智能手机和高容量的服务器SSD等。还将于2023年发布1Tb密度的全新238层NAND闪存产品，其密度是现有产品的两倍。

当下闪存层数之战已经进入白热化，消息源源不断，一周前，美国存储芯片巨头美光刚刚宣布开始量产的全球首款232层3D NAND芯片，引领3D NAND芯片进入200+层时代。SK海力士就发布了全球首款238层4D NAND闪存，三星、西部数据、铠侠等厂商也在蠢蠢欲动，可以预见，竞争将愈发激烈。

而各个厂家的3D NAND闪存堆叠技术原理上基本类似，通过堆叠的方式，实现在更小的空间和面积完成各大的存储容量。但是都有各自的技术架构和演进路线图，并不完全一致，各家都有各家的技术工艺特色，如三星的V NAND、东芝的BiCS技术3D NAND、英特尔的3D XPoint NAND等。芯谋研究分析师张先扬向记者介绍道，SK海力士的4D NAND封装工艺其实和台积电、英特尔的各种3D NAND技术发展路线很相近，其本质上还是3D NAND FLASH的一种，区别在于4D NAND单芯片采用4层架构设计，结合了3D CTF设计、PUC技术。SK的4D NAND强调集成度和成本，美光232层3D NAND更加强调存储密度和带宽，产品主要侧重的优势点不同。