NAND闪存芯片，进入第十代！

发布时间：2025-03-03 09:49:15

随着人工智能、大模型、云计算等新兴技术的飞速发展，市场对NAND闪存的存储性能要求也在不断提高，各大厂商都在积极推进NAND闪存的研发，越来越多有关第十代NAND闪存技术的消息扑面而来，第十代NAND闪存的技术之争正在拉开帷幕。

铠侠与闪迪携手注重高性能低功耗

铠侠和闪迪可是一对“老伙计”了，双方早在铠侠还叫东芝存储时就有合作，如今闪迪已从西部数据分离，双方依旧保持着密切的合作关系。本次(cì)双(shuāng)方(fāng)针(zhēn)对AI等新兴应用场景，推出了第十代3D NAND闪存技术，与前几代产品相比，这种新型NAND闪存在性能上提升达33%。

铠侠的CBA技术图片来源：铠侠官网

铠侠表示，这款新型3D NAND闪存采用了独有的CBA技术（CMOS directly Bonded to Array，外围电路直接键合到存储阵列），通过将CMOS晶圆和单元储存阵列晶圆在更优的条件下单独制造，然后精准地键合在一起，不仅提高了芯片的集成度，还优化了电路的性能，减少了信号传输的损耗，从而实现了更高的性能和更低的功耗。并且，这并不是一项新技术，铠侠第八代3D NAND产品也曾采用过，但本次(cì)第十代NAND内存层数从第八代的218层增加到了322层，对晶圆平面布局进行优化以提高平面密度，使位密度提升了59%。更高的位密度意味着在相同的芯片面积上能够存储更多的数据，这对于满足不断增长的数据存储需求至关重要。无论是智能手机、平板电脑等移动设备，还是数据中心、云计算等大型应用场景，都能够从中受益，实现存储容量的大幅提升。

此外，新产品还采用了Toggle DDR6.0接口标准和SCA协议。Toggle DDR6.0接口标准作为最新的NAND闪存接口(kǒu)标(biāo)准(zhǔn)，具(jù)备(bèi)更(gèng)高(gāo)的(de)传(chuán)输(shū)带(dài)宽(kuān)和(hé)更(gèng)稳(wěn)定(dìng)的(de)信(xìn)号(hào)传(chuán)输(shū)能(néng)力(lì)，允(yǔn)许(xǔ)NAND接(jiē)口(kǒu)速(sù)度(dù)达(dá)到(dào)4.8Gb/s，为(wèi)实(shí)现(xiàn)高(gāo)速(sù)数(shù)据(jù)传(chuán)输(shū)提(tí)供(gōng)了(le)坚(jiān)实(shí)的(de)基(jī)础(chǔ)。而(ér)SCA协(xié)议(yì)，作(zuò)为(wèi)一(yī)种(zhǒng)全新的接口命令地址输入方式，将命令/地址输入总线与数据传输总线完全分离并实现并行运行，有效减少了数据输入/输出所需时间，进一步提升了数据传输的效率。在能效方面，该方案引入了PI-LTT（电源隔离低抽头终端）技术。这项技术在进一步降低功耗方面发挥了关键作用，它通过在NAND接口电源中同时使用现有1.2V电源和额外低压电源，实现了数据输入/输出过程中的功耗降低。具体而言，输入功耗降低了10%，输出功耗降低了34%，成功实现了高性能与低功耗的平衡。这对于数据中心等(děng)大(dà)规(guī)模(mó)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)来(lái)说(shuō)，具(jù)有(yǒu)重(zhòng)要(yào)的(de)意(yì)义(yì)，不(bù)仅(jǐn)能(néng)够(gòu)降(jiàng)低(dī)运(yùn)营(yíng)成(chéng)本(běn)，还(hái)能(néng)减(jiǎn)少(shǎo)能(néng)源(yuán)消(xiāo)耗(hào)。

铠(kǎi)侠(xiá)首(shǒu)席(xí)技(jì)术(shù)官(guān)宫(gōng)岛(dǎo)秀(xiù)（Hideshi Miyajima）表(biǎo)示(shì)：“随(suí)着(zhe)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)技(jì)术(shù)的(de)普(pǔ)及(jí)，生(shēng)成(chéng)的(de)数(shù)据(jù)量(liàng)预(yù)计(jì)将(jiāng)大(dà)幅(fú)增(zēng)加(jiā)，现(xiàn)代数据中心对提高能效的需求也将随之增加。”

美光继续精进3D NAND技术

美光的第十代NAND闪存技术在于架构创新，美光(guāng)的(de)第(dì)九(jiǔ)代(dài)3D NAND技(jì)术(shù)G9，将数据传输速率提升了50%，读写带宽也得到了显著优化，为AI和云计算等以数据为中心的工作负载提供了强有力的支持。该技术通过将多个存储单元层垂直堆叠在一起，提高了存储密度，不仅增加了存储单元的数量，还缩短了数据传输的路径，从而提高了读写速度。此外，美光还对存储单元的排列方式进行了优化，采用了更加紧凑的布局，进一步提高了存储密度。

图片来源：美光科技官网

为了提升读写速度，美光在信号传输和控(kòng)制(zhì)电(diàn)路方(fāng)面(miàn)进(jìn)行(xíng)了(le)创(chuàng)新(xīn)。通(tōng)过(guò)采用(yòng)高(gāo)速(sù)信(xìn)号(hào)传(chuán)输(shū)技(jì)术(shù)和(hé)优(yōu)化(huà)的(de)控(kòng)制(zhì)算(suàn)法(fǎ)，减(jiǎn)少(shǎo)了(le)数(shù)据(jù)传(chuán)输(shū)的(de)延(yán)迟(chí)，提(tí)高(gāo)了(le)读(dú)写(xiě)操(cāo)作(zuò)的(de)效(xiào)率。同时，美光还引入了先进的纠错码（ECC）技术，能够在数据传输过程中及时检测和纠正错误，保证了数据的准确性和完整性。

在材料改进方面，美光采用了新型的存储介质材料。这种材料具有更好的电荷保持能力和稳定性，能够提高存储单元的可靠性和耐用性。同时，新型材料还具有更低的电阻和电容，有利于提高信号传输的速度和效率。此外，美光还对闪存芯片的制造工艺进行了改进，采用了更先进的光刻技术和蚀刻工艺，使得芯片的制造精度更高，性能更加稳定。

SK海力士从3D突破到4D

SK海(hǎi)力(lì)士(shì)更(gèng)是(shì)提(tí)早(zǎo)一(yī)步(bù)，在(zài)2024年(nián)11月(yuè)21日(rì)就(jiù)宣(xuān)布(bù)，开(kāi)始(shǐ)量(liàng)产(chǎn)业(yè)界(jiè)首(shǒu)款(kuǎn)321层(céng)1TB TLC 4D NAND闪(shǎn)存(cún)，并(bìng)于(yú)今(jīn)年(nián)上(shàng)半(bàn)年(nián)开(kāi)始(shǐ)供(gōng)应(yīng)。

图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：SK海(hǎi)力(lì)士(shì)官(guān)网(wǎng)

SK海(hǎi)力(lì)士(shì)表(biǎo)示(shì)，在(zài)此(cǐ)次(cì)产(chǎn)品(pǐn)开(kāi)发(fā)过(guò)程(chéng)中(zhōng)采用(yòng)了高生产效率的“3-Plug”工艺技术，克服了堆叠局限。该技术分三次进行通孔工艺流程，随后经过优化的后续工艺将3个通孔进行电气连接。在其过程中开发出了低变形材料，引进了通孔间自动排列（Alignment）矫正技术。该公司技术团队也将上一代238层NAND闪存的开发平台应用于321层，由此最大限度地减少了工艺变化，与上一代相比，其生产效率提升了59%。

据了解，SK海力士的第十代NAND闪存技术也将延续使用4D NAND架构，并引入了PUC（Peri Under Cell）技术，将外围控制电路放置在存储单元下方。这种创新的架构设计，为NAND闪存构建了一个更加高效有序的布局，对提升整体性能起到了关键作用。与传统架构相比，SK海力士的创新架构优势显著。在传统架构中，外围控制电路通常位于存储单元的侧面，这不仅占据了较大的芯片面积，还增加了信号传输的距离和延迟。而PUC技术的应用将外围控制电路置于存储单元下方，缩短了信号传输路径，使得数据的读写操(cāo)作(zuò)能(néng)够(gòu)更(gèng)加(jiā)迅(xùn)速(sù)地(de)响(xiǎng)应(yīng)。这(zhè)种(zhǒng)架(jià)构(gòu)优(yōu)化(huà)，使(shǐ)得(de)数(shù)据(jù)传(chuán)输(shū)速(sù)度(dù)得(de)到(dào)了(le)显(xiǎn)著(zhe)提(tí)升(shēng)，同(tóng)时(shí)也(yě)提(tí)高(gāo)了(le)芯(xīn)片(piàn)的(de)整(zhěng)体(tǐ)性(xìng)能(néng)和(hé)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)。

SK海力士计划在今年年底之前，全面完成400多层堆叠NAND的量产准备工作，2026年第二季度正式启动并大规模投入生产。

图片来源：快科技

快评：第十代NAND闪存前景可期

近期，DeepSeek模型以优越的性能和极低的成本惊艳登场，给全球科技行业带来了全新的震撼，而这股强烈的震感也传到了整个半导体产业链，对于有些芯片品类来说是冲击，而对于NAND来说，是大利好。

在AI手机领域，随着DeepSeek技术的融入，手机的智能化水平得到了显著提升。它能够实现更自然的语音交互、更精准的图像识别以及更高效的智能助手功能。而为了实现这些强大的AI功能，手机对NAND闪存的需求在容量和性能上都有了大幅提升。以苹果为例，其最新款手机为了搭载更先进的AI算法和更大的语言模型，NAND闪存的容量从以往的128GB起步提升到了256GB起步，以满足大量数据的存储和快速读取需求。

在AIPC领域，DeepSeek的搭载使得AIPC能够在本地实现更强大的AI计算能力，无需完全依赖云端服务器，从而提高了响应速度和数据安全性。这一变革使得AIPC在处理复杂任务时更加高效，如进行图像和视频编辑、数据分析以及运行大型AI软件等。为了支持这些高性能的AI应用，AIPC对NAND闪存的性能要求也越来越高，需要具备更快的读写速度和更高的稳定性。例如，英特尔推出的新一代AIPC处理器(qì)，搭(dā)配(pèi)了(le)高(gāo)性(xìng)能(néng)的(de)NAND闪(shǎn)存(cún)，以(yǐ)确(què)保(bǎo)AI应(yīng)用(yòng)的(de)流(liú)畅(chàng)运(yùn)行(xíng)。同(tóng)时(shí)，为(wèi)了(le)满(mǎn)足(zú)用(yòng)户(hù)对(duì)海(hǎi)量(liàng)数(shù)据(jù)存(cún)储(chǔ)的(de)需(xū)求(qiú)，AIPC的(de)NAND闪存容量也在不断增大，从传统的512GB向1TB甚至2TB迈进。

AIoT（人工智能物联网）领域也因DeepSeek技术的发展而迎来了新的发展机遇。在智能家居、智能安防、智能穿戴等设备中，DeepSeek的AI技术能够实现更智能的环境感知、更精准的行为分析以及更高效的设备控制。例如，智能摄像头可以通过AI技术实时识别异常行为并及时报警，智能音箱可以理解用户的自然语言指令并提供相应的服务。这些AIoT设备数量的快速增长以及功能的不断丰富，使得对NAND闪存的需求呈现出爆发式增长。根据市场研究机构的数据，预计到2025年底，全球AIoT设备对NAND闪存的需求量将达到数亿GB，市场规模将超过数百亿美元。

其他还有汽车智能化领域，随着自动驾驶技术的不断发展，汽车对AI计算能力的需求越来越高，对NAND闪存的需求也在不断增加。

专家表示，这些需求让各大企业对NAND闪存的性能、容量和功耗等方面提出了全新的要求。在性能方面，端侧AI应用需要NAND闪存具备更高的读写速度，以满足AI算法对大量数据快速处理的需求，还需保证AI算法的实时性和准确性；在容量方面，随着端侧AI应用的不断丰富和复杂，终端设备需要存储更多的数据，包括AI模(mó)型、训练数据以及用户数据等；功耗方面，端侧AI设备通常需要长时间运行，并且对电池续航能力有较高要(yào)求(qiú)。因(yīn)此(cǐ)，NAND闪(shǎn)存(cún)的(de)低(dī)功(gōng)耗(hào)特(tè)性(xìng)变(biàn)得(de)尤(yóu)为(wèi)重(zhòng)要(yào)。低(dī)功(gōng)耗(hào)的(de)NAND闪(shǎn)存(cún)可(kě)以(yǐ)减(jiǎn)少(shǎo)设备的能耗，延长电池续航时间，提(tí)高(gāo)设(shè)备(bèi)的(de)使(shǐ)用(yòng)便(biàn)利(lì)性(xìng)。这(zhè)些(xiē)需(xū)求(qiú)都(dōu)是(shì)第(dì)十(shí)代(dài)甚(shén)至(zhì)第(dì)十(shí)一(yī)代(dài)NAND闪(shǎn)存(cún)需(xū)要(yào)主要(yào)着(zhe)力(lì)的(de)点(diǎn)。

因此，结合DeepSeek的影响和当前行业动态，NAND市场未来在供需、价格和技术发展等方面将呈现出一系列显著趋势。

供需方面，随着DeepSeek推动AI在各领域的广泛应用，NAND闪存的需求将持续增长。根据(jù)市(shì)场(chǎng)研(yán)究(jiū)机(jī)构(gòu)的(de)预(yù)测(cè)，到(dào)2026年(nián)，全球(qiú)AI相(xiāng)关应(yīng)用(yòng)对(duì)NAND闪存的需求量有望达到数万亿GB，年复合增长率将超过20%。而在供给端，尽管NAND厂商在2025年采取了减产措施，但随着技术的进步和新产能的逐步释放，未来市场供应仍将保持一定的增长态势。不过，由于AI相关需求的增长速度较快，预计未来NAND市场将逐渐从供过于求转向供需平衡，并有可能在某些高端产品领域出现供不应求的局面。

价格方面，受供需关系变化以及技术进步的影响，NAND闪存价格有望在未来(lái)呈(chéng)现(xiàn)出(chū)先(xiān)稳(wěn)后(hòu)升(shēng)的(de)趋(qū)势(shì)。2025年(nián)初(chū)，由(yóu)于NAND厂商的减产措施以及市场需求的逐步回暖，NAND闪存价格已经开始出现企稳迹象。随着AI相关需求的进一步释放，预计从2025年下半年开始，NAND闪存价格将逐步回升。尤其是在高端NAND闪存产品领域，由于其技术门槛高、市场需求旺盛，价格上涨幅度可能更为明显。而在中低端市场，由于市场竞争激烈，价格上涨幅度可能(néng)相(xiāng)对(duì)较(jiào)小(xiǎo)，但(dàn)随(suí)着(zhe)成(chéng)本(běn)的(de)上(shàng)升(shēng)和(hé)需(xū)求(qiú)的(de)改(gǎi)善(shàn)，价(jià)格(gé)也(yě)将(jiāng)逐(zhú)渐(jiàn)趋(qū)于(yú)稳(wěn)定(dìng)并(bìng)有(yǒu)所(suǒ)回(huí)升(shēng)。

DeepSeek对(duì)NAND市(shì)场(chǎng)的(de)影(yǐng)响(xiǎng)，是(shì)当(dāng)下(xià)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)行(xíng)业(yè)变(biàn)革(gé)的一个缩影，随着AI技术的不断演进和应用场景的持续拓展，第十代NAND闪存有望获得广阔的发展空间，企业需要不断加大研发投入，提升(shēng)技(jì)术(shù)创(chuàng)新能力，优化成本结构，以适应市场的快速变化。同时，企业之间的合作也将变得更加重要，通过协同创新，共同推动NAND技术的发展，满足AI等新兴领域对存储的多样化需求。

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