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      業界首發,美光232層NAND,開啟存儲技術創新浪潮

      作者:時間:2022-10-08來源:收藏

      如何開發出尺寸更小、速度更快、功耗更少、成本更低,同時容量更大的閃存產品,這是研發工程師每天都要應對的挑戰。隨著各國對數字化轉型和云遷移的重視,世界對存儲容量和性能的要求越來越大。正在迎接這一創新變局。這些變化體現在異構計算、邊緣計算、數據中心、金融系統實時大數據更新,以及移動設備、消費電子、汽車信息娛樂系統帶來智能化沉浸式體驗。技術為這些高性能存儲應用環境提供了可能。


      優秀的架構,高效優化存儲顆粒的使用空間和密度

      美光推出的全球首款基于CuA架構,通過增加數據單元陣列堆疊層數,增加每平方毫米晶圓上的比特數,使每顆芯片僅需極小的尺寸就可存儲高達1Tb的容量,使每顆裸片僅需極小的尺寸就可存儲高達1Tb的容量,這就意味著NAND的比特密度比上一代 176層NAND高出45% 以上,通過進一步的技術創新,美光再次提高了存儲密度,降低了單位存儲成本。
      美光232 層NAND 緊湊的外形規格便于客戶進行靈活設計, 是全球首款六平面 TLC 量產 NAND。與其他 TLC 閃存相比,該產品在每顆裸片上擁有最多的平面數量,且每個平面都具有獨立的數據讀取能力,實現了超越歷代產品的每平方毫米最高的 TLC 密度(14.6 Gb/mm2)。其面密度比當今市場上的TLC競品高35%到100%。密度的增加進一步改善了封裝規格,全新的11.5mm x 13.5mm封裝尺寸較前幾代小28%。這些突破使其成為目前市場上尺寸最小的高密度NAND,其小體積高密度的特性,高效利用了電路板空間,適用于各類部署。

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       美光的六平面架構以及高 I/O 速度和低讀寫延遲,可實現在多種配置中提供一流的數據傳輸能力。該結構可確保減少寫入和讀取命令沖突,推動系統級服務質量的提升。

      美光232層NAND具有璀璨業界的NAND輸入/輸出 ( I/O )速度(每秒2.4 GB),可滿足低延遲和高吞吐量的需求,適用于人工智能和機器學習、非結構化數據庫和實時分析,以及云計算等數據密集型工作負載。該 I/O 速度比美光在176層節點上所支持的最高速度還要快50%。相比上一代產品,美光 232 層 NAND 的每顆裸片寫入帶寬提升至高100%,讀取帶寬提升至少 75%。這些優勢提升了SSD和嵌入式NAND解決方案的性能和能效。

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      美光232層NAND是首款支持NV-LPDDR4的量產技術。NV-LPDDR4是一種低壓接口,與此前的I/O接口相比,每比特傳輸能耗可降低至少30%。因此,232層NAND解決方案可實現高性能與低功耗平衡,是移動應用以及數據中心和智能邊緣領域部署的理想之選。此外,該接口還可向后兼容,支持傳統控制器和系統。

      嚴苛的工藝離不開高效的團隊

      在3D NAND 閃存中增加更多堆疊層數看似輕而易舉,實則并非如此。NAND的制造工藝非常復雜,往往需要數百道獨立工藝流程才能將原始晶圓加工成合適的裸片或芯片。
      增加堆疊層數最大的困難也許是確保堆疊從上而下的統一性,這對于正確對齊所有的層和連接柱是必不可少的。我們試舉兩個曾遇到的挑戰:
      ● 垂直字線層之間的距離縮短增加了存儲單元間的電容耦合,這個問題需要解決。
      ● 隨著堆疊層數的增加,硅柱刻蝕功能的工藝難度急劇上升。
      美光使用高度先進的蝕刻和圖案化工藝來創建高深寬比結構,并通過高效的替換柵極工藝來提升性能。
      3D NAND采用垂直結構堆疊存儲單元,因此任一單元的缺陷都會影響單元串的性能。高深寬比刻蝕對精度要求極高,因此需要采用先進的污染控制方法以降低殘次率,同時提高電子遷移速度和導電性,以解決傳輸速度下降的問題。
      應對這些挑戰需要團隊間緊密協作,包括設計、技術開發、系統啟動、晶圓制造、測試和封裝以及許多其他職能部門的支持,因此優化跨職能團隊協作是影響復雜解決方案成敗的關鍵。

      本文引用地址:http://www.tpagfe.com/article/202210/438822.htm

      從設計與技術協同優化的角度出發,理解工藝效果,并調整設計以使產品性能更加穩健十分重要。例如3D NAND需要控制器進行先進的數據管理和糾錯,以增加編程周期。精準的平面規劃和建模同樣非常重要,因為要確保不會因工藝偏差而影響電氣參數和熱參數。

      “盡管美光擁有豐富的內部專業知識來推動這一技術創新,我們還是與機臺廠商、材料生產商和其他供應商密切合作,開發解決方案,以精確構建極端幾何形狀的內存單元?!?

      新一波創新浪潮已到來

      美光位于新加坡的NAND卓越中心因其在智能制造領域的優秀運營能力而被世界經濟論壇列入其全球燈塔工廠網絡。美光232層NAND已在其新加坡晶圓廠實現量產,并首先以組件形式通過英睿達(Crucial)SSD 消費類產品線向客戶出貨。其他搭載這項技術的產品將于今年晚些時候上市。
      先進的AI工具、智能控制系統和預測能力使美光能夠加速產品開發,強化產品質量,更快提升良率,縮短產品上市周期。更大容量、更高密度、更少能耗與更低單位存儲成本將更好地支持數據中心、智能邊緣、汽車應用所需的先進解決方案和實時服務,在移動設備、消費電子產品和PC上更好地實現快速響應和沉浸式體驗。
      憑借 232 層 3D NAND ,美光再一次提升了NAND技術的業界基準,降低了3D閃存每比特成本,確保了企業級SSD的數據安全性、速度穩定性和長期耐用性,提升了數據處理效率和傳輸流暢性,為5G時代下對創新的高密度、高容量、低延遲需求,兼收并蓄、推陳出新,掀起新一波創新浪潮。



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