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

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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

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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

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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

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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。