1000層3D NAND Flash時代即將到來
Lam Research 推出 Lam Cryo 3.0,這是該司經過生產驗證的第三代低溫電介質蝕刻技術,為其客戶邁向 1,000 層 3D NAND 鋪平道路。隨著生成人工智能的普及繼續推動對具有更高容量和性能的存儲需求,Lam Cryo 3.0 提供了制造未來尖端 3D NAND 的關鍵蝕刻能力。利用超低溫度、高功率受限等離子反應器技術和表面化學創新,Lam Cryo 3.0 以業界領先的精度和輪廓控制進行蝕刻。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/202408/461909.htm據 Lam Research 介紹,目前已經有 500 萬片晶圓使用 Lam 低溫蝕刻技術制造,是 3D NAND 生產領域的一次突破。新技術能夠以埃級精度創建高縱橫比 (HAR) 特征,同時降低對環境的影響,蝕刻速率是傳統介電工藝的兩倍以上。Lam Cryo 3.0 已面向領先的存儲制造商推出。
到目前為止,3D NAND 主要通過堆疊垂直存儲單元層來取得進展,這可以通過蝕刻深而窄的 HAR 存儲通道來實現。這些特征與目標輪廓的輕微原子級偏差會對芯片的電氣性能產生負面影響,并可能影響產量。Lam Cryo 3.0 經過優化,可解決這些和其他蝕刻挑戰。
業界最先進的低溫蝕刻技術
Lam Cryo 3.0 采用該公司獨特的高功率受限等離子反應器、工藝改進和遠低于 -0℃的溫度,從而可以利用新的蝕刻化學成分。當與 Lam 最新的 Vantex 介電系統的可擴展脈沖等離子技術相結合時,蝕刻深度和輪廓控制顯著提高。使用 Lam Cryo 3.0 技術,3D NAND 制造商可以蝕刻深度高達 10 微米的存儲通道,特征關鍵尺寸從頂部到底部的偏差小于 0.1%。
其他亮點包括:
卓越的生產效率:與傳統電介質工藝相比,Lam Cryo 3.0 的蝕刻速度提高了 2.5 倍,具有更好的晶圓間重復性,可幫助 3D NAND 制造商以更低的成本實現高產量。
更高的可持續性:與傳統蝕刻工藝相比,Lam Cryo 可將每片晶圓的能耗降低 40%,排放量減少高達 90%。
最大化設備投資:為了實現最佳輪廓控制和最快、最深的電介質蝕刻,Lam Cryo 3.0 可以集成到 Lam 最新的 Vantex 系統中。它還與該司的 Flex HAR 電介質蝕刻機產品組合兼容,所有主要存儲制造商都使用該產品進行 3D NAND 批量生產。
三巨頭 3D NAND 進展
不過就目前來看,主要的閃存巨頭的堆疊層數還停留在 300+層。韓媒 ETNews 報道稱,SK 海力士將加速下一代 NAND 閃存的開發,計劃 2025 年末完成 400+ 層堆疊 NAND 的量產準備,2026 年二季度正式啟動大規模生產。報道中還提到,SK 海力士新的 400+ 層堆疊 NAND 閃存將采用不同于現有「4D NAND」的整體結構。
SK 海力士目前的 4D NAND 采用了 PUC(PeriUnder Cell,單元下外圍)技術,將外圍控制電路放置在存儲單元的下方,較更傳統的外圍電路側置設計可減少芯片占用空間。
而 SK 海力士未來的 NAND 將在兩塊晶圓上分別制造外圍電路和存儲單元,此后采用 W2W(晶圓對晶圓)形式的混合鍵合技術,將這兩部分整合為完整的閃存。
換句話說,SK 海力士也將采用類似長江存儲 Xtacking、鎧俠-西部數據 CBA 的結構設計。報道指出,SK 海力士已在著手構建 NAND 混合鍵合所需的原材料與設備供應鏈,正對混合鍵合技術與材料進行新的審查;此外三星電子也考慮在下一代 NAND 生產中應用混合鍵合。
NAND 閃存是一種非易失性存儲芯片,即使斷電也能存儲數據。它用于智能手機、USB 驅動器和服務器等設備。據市場研究公司 Omdia 預計,NAND 閃存市場在 2023 年下降 37.7% 后,預計今年將增長 38.1%。為了在快速增長的市場中占據一席之地,三星也在大力投資 NAND 業務。今年 4 月,三星電子宣布其第九代 V-NAND 1Tb TLC 產品開始量產,比三星上一代產品提高約 50% 的位密度(bit density),通過通道孔蝕刻技術(channel hole etching)提高生產效率。隨著人工智能時代對高性能和大型存儲設備的需求增長,這家韓國芯片制造商還計劃明年推出 430 層 NAND 芯片。
近日,美光科技宣布,其第九代(G9)TLC NAND 技術的 SSD 已正式投入量產并開始大量出貨。美光 G9 NAND 傳輸速率 3.6 GB/s 為業界最高,為個人設備、邊緣服務器以及企業級和云端數據中心的 AI 和數據密集型應用提供了高速帶寬。
與現有競品相比,G9 NAND 的數據傳輸速率提升了 50%,每晶粒的寫入帶寬擴大了 99%,讀取帶寬擴大了 88%。
此外,美光 G9 NAND 延續了前代產品的特色,采用 11.5mm x 13.5mm 的封裝,體積較競品縮小了 28%,成為市售體積最小的高密度 NAND。
美光副總裁暨用戶端儲存事業部總經理 Prasad Alluri 指出,盡管 PCIe Gen4 市場理論上近乎飽和,美光 2650 SSD 采用最新的 G9 NAND 技術,推進了 TLC 用戶端 SSD 的性能極限。
在 PCMark 10 的測試中,該產品的表現比競品高出 38%,預示著將重新定義同等級 SSD 的用戶體驗。
該產品在 PCIe Gen4 下提供了連續讀取速率高達 7000 MB/s,相較于競品,連續讀取速率最高提升了 70%,連續寫入速率最高提升了 103%,隨機讀取速率最高提升了 156%,隨機寫入速率最高提升了 85%。
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