圖片來源：中國閃存市場

揚(yáng)長避短，QLC技術(shù)或在讀取密集型應(yīng)用大放異彩

隨著市場對(duì)高密度、大容量、高性能存儲(chǔ)設(shè)備的需求日益增長，各大存儲(chǔ)原廠紛紛不遺余力致力于提升每片晶圓的存儲(chǔ)密度。截止2019年，三星、鎧俠/西部數(shù)據(jù)、美光/英特爾和SK海力士均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)90+層 TLC 3D NAND的量產(chǎn)，并紛紛推出90+層QLC產(chǎn)品。根據(jù)之前媒體報(bào)道，英特爾將在今年推出144層QLC 3D NAND。

閃存技術(shù)的每一次升級(jí)，同等大小的Wafer晶圓產(chǎn)出的Die的數(shù)量更多，成本也就更低。從32層3D NAND發(fā)展到128層3D NAND，每平方GB量增長了3倍多，這是推動(dòng)NAND Flash容量呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢(shì)的主要因素。

數(shù)據(jù)來源：中國閃存市場

當(dāng)然，QLC技術(shù)雖然能帶來更大的存儲(chǔ)容量以及更低廉的單位成本，但是因?yàn)槠浞€(wěn)定性較差以及P/E壽命僅為SLC的百分之一而備受質(zhì)疑，這也是阻礙其大規(guī)模普及的重要原因。

然而，我們之前忽略了NAND Flash顆粒的一個(gè)閃光點(diǎn)，即NAND Flash顆粒僅在寫入時(shí)會(huì)產(chǎn)生磨損，而讀取應(yīng)用產(chǎn)生的磨損微不足道。但是，目前作為大容量存儲(chǔ)主要介質(zhì)的HDD在讀取和寫入時(shí)均會(huì)產(chǎn)生磨損。因此，QLC技術(shù)在讀取密集型應(yīng)用上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。此外，主控及糾錯(cuò)技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)一步促進(jìn)了QLC的普及。

除了英特爾以外，三星、美光及西部數(shù)據(jù)也十分重視QLC在讀取密集型應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)。其中，美光和西部數(shù)據(jù)已經(jīng)就QLC相關(guān)產(chǎn)品向客戶送樣。三星也構(gòu)建了從Z-SSD到QLC SSD的全方位產(chǎn)品線。不斷優(yōu)化存儲(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高密度存儲(chǔ)

目前，市場上主流的3D NAND均基于垂直溝道，水平堆疊柵極。通過立體堆疊提升容量，同時(shí)兼具性能更佳，壽命更長的優(yōu)點(diǎn)。在這種架構(gòu)下，根據(jù)存儲(chǔ)原理的不同又可分為浮動(dòng)?xùn)艠O架構(gòu)和電荷捕捉型架構(gòu)。

隨著英特爾和美光的分手，英特爾將可能成為浮動(dòng)?xùn)艠O結(jié)構(gòu)的唯一踐行者。鎧俠雖然在去年12月份發(fā)布新型3D半圓形分裂浮動(dòng)?xùn)艠O閃存單元“Twin BICS Flash”，但是目前仍無產(chǎn)品產(chǎn)出。

英特爾介紹，在過去的十年中，英特爾一直在開發(fā)QLC相關(guān)技術(shù)。2016年，英特爾研發(fā)團(tuán)隊(duì)將浮動(dòng)?xùn)艠O技術(shù)的方向改為垂直，并包覆在柵極中。此項(xiàng)改進(jìn)使3D TLC技術(shù)的存儲(chǔ)密度提升至384 Gb/die。到2018年64層3D QLC閃存芯片成為現(xiàn)實(shí)，存儲(chǔ)密度達(dá)1,024 Gb/die。

身處以需求為導(dǎo)向的存儲(chǔ)市場中，加上行業(yè)內(nèi)企業(yè)之間競爭激烈，定會(huì)催生更多先進(jìn)技術(shù)。無論是100+層堆疊的3D NAND還是QLC甚至PLC技術(shù)都是為更好的滿足日益增長的存儲(chǔ)需求。而隨著5G部署推進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、人工智能將會(huì)釋放出更多的市場需求，存儲(chǔ)市場也將會(huì)迭代出性能更優(yōu)，容量更大的存儲(chǔ)產(chǎn)品，讓我們拭目以待！

崔歡歡