3D闪存哪家强：姜还是三星的辣 长江仅次之
近日，市场研究机构Techinsights对三星、SK Hynix/Solidigm、美光、铠侠（西部数据）、长江存储等厂商的200层以上3D NAND Flash进行对比分析，发现三星的垂直单元效率（VCE、垂直单元）效率) ) 是最高的。
传统的NAND闪存单元采用平面晶体管结构，包括控制栅极（Control Gate）和浮动栅极（Float Gate）。通过向单元施加电压，电子在浮栅中被存储和移除。
多年来，供应商已将平面NAND 的单元尺寸从120nm 缩小到1xnm 节点，容量增加了100 倍。
然而，当单元尺寸达到14nm的极限时，这意味着该技术不再具有可扩展性。因此，NAND 制造商转向3D NAND，以实现超过2D NAND 结构的数据密度，并能够在新一代技术节点上运行。生产。
具体是平面 NAND 由带有存储单元的水平串组成，而在 3D NAND 中，存储单元串被拉伸、折叠并以“U 形”结构垂直竖立。
实际上，单元按比例密度垂直堆叠，因此存在多个级别的3D NAND 存储单元。
3D NAND的层数描述了堆叠在一起的字线（Word Line）数量。在这些字线层上切出一个垂直柱，柱子与每条字线的交点代表一个物理单元。
也就是说，每个3D NAND 存储单元都类似于一个微小的圆柱形结构。
每个微小单元由中间的垂直通道和结构内部的电荷层组成。通过施加电压，电子可以移入和移出绝缘电荷存储膜，然后可以读取信号。
平面NAND 减少了每个节点的单元尺寸，3D NAND 则采用了更宽松的工艺，大约在 30nm 到 50nm 之间。
3D NAND存储器容量的扩展主要是通过增加垂直层数来实现的。在这种3D NAND 结构中，单元密度随着堆叠层数的增加而增加。
然后，每隔一到两年，供应商就会从一代技术迁移到下一代技术。
据研究数据，供应商平均每代 3D NAND 都会增加 30% 至 50% 的层数，而每一代新的芯片将会增加 10% 至 15% 的晶圆成本。这也使得NAND 的每bit成本能够平均以每年约20%幅度降低。
现在200层以上的TLC NAND产品已逐渐成为主流，如三星236层NAND 、SK 海力士 238层NAND、美光 232层NAND 、YMTC 232层NAND。
此外，还有一些厂商接近200层，例如铠侠和西部数据的112层/162层NAND以及Solidigm的144层/192层（FG）NAND。
Techinsights 从SK Hynix 2TB SSD PC811 HFS002TEM9X152N（设备：H25T3TDG8C-X682）中提取了SK Hynix 238L 512 Gb 3D NAND 芯片。芯片尺寸为34.56mm2，位密度为14.81Gb/mm2。
当谈到3D NAND 单元效率时，垂直单元效率(VCE) 对于NAND 单元工艺、设计、集成和器件操作非常重要。
随着堆叠栅极总数的增加，单元VC（垂直单元）孔高度也增加。
降低VC高度和纵横比的方法之一是通过减少虚拟栅极（dummy gates）、通过栅极（passing gates）和选择栅极（select gates）的数量来提高垂直单元效率。
垂直单元效率可以定义为活动单元占总门数的百分比，其计算方法是将活动WL（字线）除以集成门总数。
垂直单元效率越高，制程集成度越高，长宽比越低，整体效率越高。
VCE可以定义为活动单元与总门数的比率，即活动WL的数量除以集成门总数x 100%。
例如，NAND串由有源WL、通道WL(包括虚拟WL)和选择器(源极/漏极)组成。
如果包含96 个Active WL，总共115 个门，则VCE 为83.5%，计算为96/115100%。
VCE越高，越有利于工艺集成，实现更低的长径比和更高的生产效率。
Techinsights 发现，他们最新的多层V-NAND在多代 3D NAND 产品中，三星始终以最高的垂直单元效率领跑行业。拥有令人印象深刻的垂直单元效率，建立在前几代产品在效率方面享有盛誉的基础上。
美光和YMTC也在其产品中展示了强劲的垂直单元效率数据，反映了他们在减少虚拟栅极、传输栅极和选择栅极数量以优化垂直单元效率方面取得的重大进展。
3D NAND垂直单元效率趋势
综上所述，三个星每一代产品的VCE都是最高的，比如采用单层结构的128层是94.1%，176层COP V-NAND是92.1%，236层2nd COP V-NAND是94.8% 。
YMTC的232层Xtacking 3.0的VCE是91.7%，美光232层是91%。
Kioxia 162 的VCE 稍低一些，为88%。
SK海力士在238层共有259个门，VCE为91.9%，仍低于三星的236L。
