SK海力士推出238层4D NAND，暂列世界第一

日前，美光宣布开始生产 232 层 3D NAND。如今，SK海力士则声称其开发了238层4D NAND，成为全球第一。

随着对更高密度和性能的需求增长，内存市场在过去一年升温。就在上周，美光宣布生产其 232 层 NAND 闪存技术——据称是业内密度最高的 NAND 芯片。

SK 海力士的 4D NAND 产品。图片由 SK 海力士提供

4D NAND 与 3D NAND 相比究竟如何？ SK hynix 最新的NAND与其他最近在内存密度方面取得的进展相比如何？

3D NAND 人气飙升

随着 NAND 闪存的扩展和性能需求的增加，该技术的发展已陷入僵局。NAND 器件现在非常小，以至于它们遇到了更多单元可靠性的问题。

3D NAND 架构

内存供应商已经转向 3D NAND 技术来回避这些挑战。3D NAND是指NAND单元在垂直层中相互堆叠的NAND结构。这与传统的 2D NAND 形成对比，2D的存储单元是水平并排放置。

与 3D NAND 相比，2D NAND 的一个主要优势是它可以在单平面实现更高的密度。但通过将单元垂直堆叠在一起，设计人员仍然可以提高整体密度，而不会导致单个单元彼此靠得太近。最终可以实现更高的内存密度，而没有传统缩放所造成的泄漏和其他可靠性问题。

什么是 4D NAND？

4D NAND 是 SK内存技术特有的术语，实际是另一种形式的 3D NAND 闪存，它进一步垂直集成了 NAND 电路。

传统的 3D NAND 架构由堆叠的 NAND 阵列和外围电路组成。外围电路控制阵列并管理存储器读取和写入。在大多数设计中，外围电路放置在 3D NAND 阵列旁边。这种布局占用了裸片区域，并最终限制了可用于内存本身的区域数量。

SK hynix 的 4D NAND 将外围电路置于 NAND 阵列之下。图片由 SK 海力士提供

相比之下，“4D”NAND 将外围电路置于 3D NAND 阵列下方。与推动 3D NAND 的概念类似，4D NAND 通过垂直集成进一步提高了密度并降低了成本。

然而，值得注意的是，4D NAND 背后的概念过去曾在其他地方使用过，只是名称不同。例如，英特尔和美光等公司之前在其 3D NAND 中采用了相同的架构，但将其称为“CMOS under Array”（CuA）技术。

SK海力士表示其新产品是“世界上层数最高的 NAND”，并且与竞争 3D NAND 产品相比，每单位的单元面积更小。这种高密度的结果是更高的性能和能效：该公司表示其产品与之前的 176 层技术相比，数据传输速度提高了 50%，能耗降低了 21%。该公司尚未透露其他具体细节，但新闻稿指出，该设备的传输速度最高可达 2.4 Gbps，内存容量为 512 Gb。

该公司使用“peri under cell”技术（将外围电路置于单元阵列下方）和电荷陷阱闪存（CTF）（将电荷存储在绝缘体中）来实现 4D 垂直结构。图片由 SK 海力士提供

该公司设想其 238 层产品将率先用于SSD，随后将应用于智能手机和服务器存储。到目前为止，SK海力士已经开始向选定客户运送产品样品，并计划在2023年上半年开始量产。