一直對(duì)3D NAND要堆多少層有執(zhí)念，或許和癡迷過(guò)疊大樓游戲有關(guān)，即便是簡(jiǎn)單的疊高樓游戲，也很考驗(yàn)人的耐心和定力，堆疊更是一門技術(shù)活了。事實(shí)上，閃存發(fā)展史從堆疊角度也可以看到一些變化：從1967年浮柵MOSFET出現(xiàn)到2008年，閃存都是基于2D NAND，2008年，東芝開(kāi)發(fā)了3D NAND結(jié)構(gòu)的BICS，2013年，三星正式推出24層3D V-NAND，并在FMS上展示了1TB SSD，平房變高樓，此刻，屬于3D NAND的“疊疊樂(lè)”時(shí)代才正式開(kāi)始。
從最初的24層開(kāi)始，到32層，再到64層，大約經(jīng)過(guò)三四年時(shí)間，2017年前后，96層NAND開(kāi)始出現(xiàn)，之后進(jìn)入百層時(shí)代，128層、144層、212層、238層…到2023年，一些廠商都要卷300層+了，但這個(gè)300層是不是真正的300層其實(shí)不一定。
在這場(chǎng)3D NAND技術(shù)競(jìng)賽里，堆疊層數(shù)被視為其中一個(gè)制高點(diǎn)。大家堆得層數(shù)越來(lái)越高，方法卻不盡相同。目前市場(chǎng)上有兩種堆疊方式：字符串堆疊（ String stack）和單一堆疊（Single stack）。
單一堆疊（Single stack）相當(dāng)于原生垂直堆疊1xx+，僅一道工序，有成本優(yōu)勢(shì)。但制程復(fù)雜度隨層數(shù)攀升不斷加大，蝕刻和沉積最終可能導(dǎo)致裸片良品率下降，包括交疊層厚薄不均、蝕刻不徹底（打孔未到達(dá)底部）、彎曲、扭曲及線寬變化。還有其間電子垂直通過(guò)的遷移率也在隨層數(shù)增加而更加不可控。
而字符串堆疊（ String stack，目前主要指雙層堆疊），制程復(fù)雜度相對(duì)較低，只要擁有48層或者64層技術(shù)，那么就可以實(shí)現(xiàn)96（2*48）層、128（2*64）層，還降低了打孔的蝕刻深度，良品率不會(huì)受到影響，但需要兩道工序，會(huì)增加30％+的成本。
另外還有長(zhǎng)江存儲(chǔ)，另辟蹊徑的Xstacking技術(shù)，是一種晶圓鍵合（Wafer bonding）而非堆棧方式。一片晶圓上加工負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)I/O及記憶單元操作的外圍電路，另一片晶圓上加工存儲(chǔ)單元，最終通過(guò)數(shù)百萬(wàn)根金屬VIA(垂直互聯(lián)通道)將二者鍵合接通電路。近年來(lái)也有其他廠商開(kāi)始使用類似的方式。
當(dāng)然，大家為了追求更高層數(shù)，很更傾向于字符串堆疊，推出速度快，容量更大，層數(shù)還高。
如今隨著AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展，我們對(duì)高容量、高性能存儲(chǔ)需求激增，會(huì)推動(dòng)3D NAND層數(shù)繼續(xù)增加。
未來(lái)幾年，在出現(xiàn)可替代的存儲(chǔ)新介質(zhì)之前，3D NAND的堆疊層數(shù)應(yīng)該還會(huì)繼續(xù)攀升，400層甚至更高層的3D NAND可能成為出現(xiàn)，而混合使用字符串堆疊和晶圓鍵合技術(shù)，進(jìn)一步提升存儲(chǔ)容量和性能也將繼續(xù)。
8月28日，全球閃存峰會(huì)將在南京召開(kāi)，大會(huì)也將共同探討3D NAND技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與未來(lái)走向，期待大家的積極參與，共同推動(dòng)閃存技術(shù)的蓬勃發(fā)展。
