一直以来,三星电子(Samsung,以下简称“三星”)是全球最大的闪存供应商。其几乎每年都会发布半导体芯片威廉希尔官方网站 发展的成果,以此来表明三星已经主导了闪存威廉希尔官方网站 的发展。
图1:2014~2018年三星和东芝WD上市的3D NAND (注:以上时间非产品发布时间)
回顾三星过去,2014年,三星推出了一款3D NAND芯片,每个芯片有24层堆叠和128Gbit存储容量,堆叠方式采用的是MLC方式。这可能是全球第一个正式的3D NAND芯片。
至2015年,三星将堆叠层数的数量增加到32层,并推出用于多级存储的TLC方案,尽管每个硅片的存储容量没有变化,仍然是128Gbit。发布的3D NAND芯片,硅片面积显著减少。该芯片被认为是第一款全尺寸3D NAND闪存。
在2016年,三星发布了一款3D NAND芯片,将每个芯片的存储容量翻倍至256Gbit。通过进一步将堆叠层数量增加到48层来增加存储器密度。此时,第二大闪存供应商东芝存储和西部数据联合体(以下简称“东芝WD联盟”)尚未发布3D NAND芯片。3D NAND芯片的威廉希尔官方网站 受到三星的支配。
东芝WD联盟发布3D NAND芯片
直至2017年,该联盟宣布了一项创新3D NAND威廉希尔官方网站 ,每个芯片具有512Gbit的存储容量。奇怪的是,三星也在同一时期发布了一款3D NAND芯片,每个芯片的存储容量为512Gbit。二者的存储威廉希尔官方网站 皆是64层堆叠,并且都采用TLC方式。原型芯片的硅片面积东芝WD联盟为132平方毫米,三星为128.5平方毫米,尺寸几乎相同。二者产品处于威廉希尔官方网站 竞争态势。
去年(2018年),双方在存储产品威廉希尔官方网站 发展方向上略有不同,三星将堆叠层数的数量保持在64层,并通过QLC堆叠方式将每个硅芯片的存储容量增加到1Tbit,这是过去最大容量的3D NAND芯片。作为回应,东芝WD联盟开发出具有最高密度的3D NAND芯片,将堆叠层数量增加至96层。
三星的3D NAND势头正在减弱
然而,2019年有些不同。东芝WD联盟展示了两款高度创新的3D NAND芯片,但三星发布的芯片很难说威廉希尔官方网站 发展与之过去产品先进多少。据笔者看来,东芝WD联盟的势头强劲,三星的势头正在减弱。
图2:2019年三星和东芝WD发布的3D NAND (注:以上时间非产品发布时间)
在今年双方推出的3D NAND芯片中,东芝WD联盟已将多级存储器威廉希尔官方网站 改为QLC方式,同时保持与去年相同数量的堆叠层,每个硅片的存储容量为1.33Tbit,这是有史以来3D NAND芯片最大的容量。此外,该联盟还宣布推出了另外一款3D NAND芯片,该芯片通过增加堆叠层数量大大减少了硅面积。它实现了TLC记录的最高存储密度。
另一方面,三星宣布推出的3D NAND芯片,将堆叠层的数量增加至110层~120层。但是,存储容量和存储密度都不如上一代产品,这显然要落后于东芝WD联盟。
96层超大容量1.33Tbit存储器
这是首次由东芝和西部数据联合开发的最大容量3D NAND芯片。其每个硅片的存储容量非常大,为1.33Tbit。硅芯片面积为158.4平方毫米,存储密度为8.5Gbit/平方毫米,堆叠层数达到96层。
东芝WD联盟去年发布的96层3D NAND芯片具有512Gbit的存储容量和5.95Gbit/平方毫米的存储密度。该芯片将存储容量提高2.67倍,存储密度提高1.43倍。个中原因在于,今年东芝WD联盟发布的96层3D NAND芯片采用了QLC方式。
128层,实现TLC最高存储密度
在另外一款由东芝WD联盟推出的3D NAND芯片中,128层的堆叠层数达到了有史以来的最高水平。每个硅片的存储容量为512Gbit。采用了TLC方式的多级存储器威廉希尔官方网站 。存储密度为7.8Gbit/平方毫米,TLC方案实现了有史以来最高的存储密度,而且硅片面积非常小,仅为66平方毫米。
图3:东芝WD联合开发的3D NAND闪存威廉希尔官方网站 发展历程。
除了高存储密度意外,东芝WD联盟开发的芯片还具有高写入吞吐量的特征。其去年宣布的96层TLC方式的512Gbit芯片的写入吞吐量为57MB/s。另一方面,在目前的512Gbit芯片中,写入吞吐量达到132MB/s,较之前者翻了2倍有余。
三星“第六代”3D NAND原型芯
而三星今年2月对外宣布,“第六代(简称‘V6’)”3D NAND闪存芯片已经在开发中。存储容量为512Gbit,采用TLC的堆叠方式,硅片面积为101.58平方毫米,存储密度为5.04Gbit/平方毫米。
尽管堆叠层的数量高于100层,但硅芯片面积大于去年东芝WD发布的具有相同存储容量的96层3D NAND芯片的面积。
图4:三星3D NAND闪存威廉希尔官方网站 迭代史。
结论:尽管2018年下半闪存企业过得并不经如意。但我们有理由相信,不止三星、东芝/西部数据(WD),美光、SK海力士等闪存企业在威廉希尔官方网站 上的竞争将越向趋于激烈。通过上述对三星和东芝/西部数据(WD)3D NAND芯片的威廉希尔官方网站 发展预判,东芝WD联盟正在奋起追赶,同时也包括部分国内闪存企业,如长江存储、紫光、福建晋华等正逐渐抢食三星原有的市场份额。那么,未来闪存市场究竟几分天下?就让我们拭目以待吧。
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