存儲大廠NAND技術(shù)迎突破

AI人工智能正推動存儲器產(chǎn)業(yè)強勁發(fā)展，AI應(yīng)用帶來了海量數(shù)據(jù)增長，存儲容量與性能需求大幅提升，NAND Flash技術(shù)重要性不斷凸顯。因此，存儲大廠積極布局以HBM為代表的DRAM產(chǎn)業(yè)的同時，也并未忽視NAND Flash的發(fā)展。最新消息顯示，三星、鎧俠兩家大廠NAND技術(shù)迎來新進展。

三星第九代V-NAND閃存材料技術(shù)突破

三星于今年4月宣布其第九代V-NAND 1Tb TLC產(chǎn)品開始量產(chǎn)，今年下半年三星將開始量產(chǎn)四層單元（QLC）第九代V-NAND。與第八代V-NAND相比，第九代V-NAND 1Tb TLC產(chǎn)品提高約50%的位密度(bit density)，功耗也降低了10%。

近日韓媒The Elec報道，三星正在其第九代V-NAND“金屬布線”（metal wiring）環(huán)節(jié)中首次使用鉬（Mo）材料。

“金屬布線”是半導(dǎo)體制造過程的一大工藝，使用不同的方式連接數(shù)十億個電子元器件，形成不同的半導(dǎo)體產(chǎn)品。目前， NAND工藝中所使用的材料是六氟化鎢（WF6），隨著鎢材料在降低層高方面不斷觸及物理極限，三星開始鎖定鉬作為替代材料。據(jù)悉，三星的這一轉(zhuǎn)變有望進一步縮減層高并降低NAND響應(yīng)時間，性能將進一步提升。

不過，引入鉬材料要求生產(chǎn)設(shè)備能夠耐高溫處理，將固態(tài)鉬原材料加熱至600 ℃以轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，為此三星已從Lam Research公司引進了五臺Mo沉積機，還計劃明年再引進20臺設(shè)備。此外，三星正與多家相關(guān)供應(yīng)商緊密合作，包括Entegris和Air Liquide公司。

除了三星之外，報道指出美光等存儲大廠也在探索鉬應(yīng)用于NAND生產(chǎn)的可行性。

鎧俠推出2Tb BiCS8 FLASH QLC閃存

7月3日，鎧俠宣布已經(jīng)開始使用第八代BiCS FLASH 3D閃存技術(shù)，向客戶提供2Tb BiCS8 FLASH QLC閃存樣品，該款產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)擁有最大容量，有望推動包括人工智能在內(nèi)的多個應(yīng)用領(lǐng)域成長。

據(jù)悉，鎧俠通過專有工藝和創(chuàng)新架構(gòu)，在存儲芯片的垂直和橫向擴展上均取得了突破，并采用了CBA（CMOS直接鍵合到陣列）技術(shù)，以制造更高密度的設(shè)備，并提供3.6Gbps接口速度。

鎧俠表示，與公司當(dāng)前第五代QLC設(shè)備（鎧俠產(chǎn)品中容量最高）相比，2Tb BiCS8 FLASH QLC閃存位密度約提高了2.3倍，寫入能效比提高了約70%，全新的QLC產(chǎn)品架構(gòu)可在單個存儲器封裝中堆疊16個芯片，從而為業(yè)界提供4TB容量，同時，它還具有更小的封裝尺寸（11.5 x 13.5毫米）和1.5毫米的封裝高度。

除了2Tb QLC之外，鎧俠還在其產(chǎn)品組合中增加了1Tb QLC存儲設(shè)備。與容量優(yōu)化的2Tb QLC相比，性能優(yōu)化的1Tb QLC的順序?qū)懭胨俣却蠹s提高了30%，讀取延遲大約改善了15%。1Tb QLC將被部署于高性能應(yīng)用中，包括客戶端SSD和移動設(shè)備。

QLC SSD，人工智能領(lǐng)域大有可為！

與多層單元（MLC）和三層單元（TLC）設(shè)備相比，QLC NAND每個單元可以存儲更多數(shù)據(jù)，顯著提升存儲性能。因此，無論是三星還是鎧俠，針對QLC NAND皆有布局。

此前QLC NAND主要應(yīng)用于PC OEM和消費級SSD領(lǐng)域，隨著AI大模型不斷普及，數(shù)據(jù)中心存儲需求不斷激增，QLC NAND尤其是QLC SSD有望在AI、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域大顯身手。

受益于AI需求推升，全球市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢預(yù)估，2024全年QLC Enterprise SSD出貨位元上看30EB（EB；Exabyte），較2023年成長四倍。

TrendForce集邦咨詢認為，QLC SSD在AI應(yīng)用搭載提升有兩大原因，一是該產(chǎn)品的讀取速度，二是TCO（總體擁有成本；Total Cost of Ownership）優(yōu)勢。由于AI推理服務(wù)器主要以讀取為主，資料寫入次數(shù)不若AI訓(xùn)練型服務(wù)器（AI Training Server）頻繁，相較HDD，QLC Enterprise SSD讀取速度更勝，且容量已發(fā)展至64TB。

此外，實際上目前通用型服務(wù)器采用的HDD產(chǎn)品主流容量在20~24TB，而QLC Enterprise SSD（64TB）單個產(chǎn)品運轉(zhuǎn)除了較HDD節(jié)省電力外，在存儲容量布局上，QLC所需使用空間減少，可大幅降低TCO成本。AI Training已然成為重度電力消耗應(yīng)用，因此節(jié)能將成為存儲產(chǎn)品的優(yōu)先考量，故大容量QLC Enterprise SSD產(chǎn)品更是大宗AI客戶尋求的解決方案。