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NAND闪存下一步指向3D架构14纳米

2015-02-10

存储是电子产品中最重要的部分之一,它与数据相伴而生,哪里有数据,哪里就会需要存储芯片。近年来,存储芯片行业热点话题不断:3D NAND的生产制造进展情况如何?LPDDR4在市场上的应用进程是怎样的?移动产品中eMCP将成为主流封装形式吗?存储技术发展的路径或许会争论不休,但是整体方面却不会改变,那就是更大的容量、更高的密度、更快的存储速度、更加节能以及更低的成本。

2015年手机存储市场

着眼用户体验提升

目前业界对于2015年中国智能手机市场走势的预测很多,总的观点是增长率放缓。当市场达到一定饱和度之后,增长率放缓是很自然的现象。一方面,智能手机市场的增长率可能会放缓,但另一方面用户的升级需求仍然非常强劲,其中就包括对存储设备需求的增加。

我们可以看到,手机的应用正变得越来越广泛,比如很多可穿戴产品把手机作为信息中继站,通过它,用户可以随时随地访问位于云端的个人数据库;手机厂商正把智能手机打造成为一个连接个人用户与互联网络的信息枢纽,传递着越来越广泛的数据。数据处理能力需求的大幅上升意味着对存储器需求的增加。这种需求不仅停留在对存储容量的提高上,还包括更加可靠、更低的功耗、更快的存储速度、更低的成本以及更高的存储密度等。

智能手机存储

主流封装eMCP

eMCP封装正在成为智能手机存储的主流封装方式。可以说,中国目前大部分量产出货的智能手机都已经使用了eMCP的封装。通过把DRAM的芯片跟RAM芯片做一个结合,可以带来两大好处:一是成本方面的优势;二是工艺相对简单。工艺简单,就意味着可以更快速地实现生产。

美光的研发重点主要关注三个方面:一是处理器技术,二是存储单元的架构设计,第三点就是封装方式的发展方向。封装方式会影响到产品的整体效率以及手机厂商如何使用存储设备。所以,一方面,我们会新开发一些技术、新的架构、新的封装方法,来满足不断提升的性能需求、可靠性需求和更低的功耗需求;另一方面,我们需要更多地去研究如何更妥善地使用存储。当前,大部分的系统在使用存储设备的时候,方法跟过去几代没有什么太大差别。所以在未来,美光认为要考虑如何用新的、更好的方法来考虑存储设备跟系统整合的方式。

3D NAND

将是未来方向

在NAND闪存工艺站上16纳米制程之后,人们开始越来越多地讨论14纳米以及3D存储。3D NAND能很好地体现架构革命带来的好处。因为这样一些架构革新带来的是更高的性能、更优的可靠性。用户现在对移动手机上数据的依赖性越来越强了,因此手机存储设备的可靠性必须非常高。

当前主流NADN 闪存厂商已经站在16纳米这个层级上了。按照逻辑来讲,下一步应该就是14纳米了,当然这是指3D的架构。3D架构这个设计有很多好处。从平面设计到3D设计,这种新的架构在性能、可靠性方面,都能带来极大提升。另外,从存储设备的访问效率来说,也能得到非常大地提高,读写速度会快得多。

2017年LPDDR4

成为市场主流

LPDDR4相比LPDDR3有更快的存储速度,功耗更低,使得LPDDR4产品的应用受到关注。数据爆炸对存储产品具有巨大影响,最初人们对数据的处理与流程方式是集成的,随着物联网的发展,移动计算、大数据、云存储越来越多地进入人们的生活,分布式的存储方案已经成为发展方向。对于原有的存储解决方案有了强烈的改进需求。

美光推出的LPDDR4,架构可满足先进移动系统的功耗、带宽、封装、成本和兼容性要求。我们预计市场在2014年到2017年将经历一个LPDDR4从进入到成为主流的过程:LPDDR3从2014年到2017年都将是出货量最大的产品类型;LPDDR4于2015年进入市场,出货量不断扩大,但是预计到2017年才会逐渐成为主流;至于LPDDR5,预计2017年才会进入市场,但量不会很大。

TLC

会在高端手机上应用?

说起TLC是挺有意思的一种技术。它可以达到比较高的成本效益比,从成本方面来讲它更有吸引力,但是它的挑战在于可靠性并不是非常理想。所以目前智能手机市场并没有非常广泛地接受TLC技术。尽管有iPhone 6开始采用TLC的消息,但如果认真看苹果释放出的消息就会发现,他们是讲在“有限的范围”里采用TLC的技术,而且是用在非常高密度存储的手机型号里,这可以从一定层面来弥补TLC的可靠性问题,使得用户的最终体验不会打折。

但是我相信,随着时间的推移,TLC技术的缺点会渐渐得到弥补。移动手机市场现在的TLC技术并不是非常适用,但是随着生产技术的不断提高,随着对密度需求的不断提高,未来TLC还是有可能应用于智能手机中的。虽然在现在TLC技术主要还是用于一些低成本、要求比较低的低端应用之上。