長江存儲8月將推出Xtacking 2.0技術

在5月15日的GSA Memory+論壇的下半場，長江存儲聯(lián)席首席技術官湯強做了題為《三維閃存技術發(fā)展的展望》的主題演講，并透露將在今年8月正式推出Xtacking 2.0技術。

正如前面所提到的，現(xiàn)在我們正處于一個數(shù)據(jù)大爆炸的時代，數(shù)據(jù)增長速度和存儲能力的增長是嚴重不對等的。湯強表示，預計到2022年，NAND的容量需求將會接近2015年的10倍，并將持續(xù)增長下去。但是實際上，存儲容量的增長是遠遠落后于需求的增長的。

下面這張PPT展示的是實際所需求的數(shù)據(jù)吞吐量和存儲對數(shù)據(jù)的吞吐量之間的差距正在越來越大。

目前為了追求更高的存儲容量，存儲技術正從MLC向TLC向QLC等發(fā)展，但是這會帶來越來越多的系統(tǒng)成本。

另外，對于越來越多、越來越復雜的各種應用場景的需求，實際上是需要越來越多的定制化的存儲方案來與之對應。但是一項新的存儲解決方案的開發(fā)往往需要12-18個月的周期。

對應以上三大挑戰(zhàn)所帶來的問題的根源，湯強將其歸結為存儲的I/O接口速度、容量密度和上市周期。

對此，去年長江存儲推出了Xtacking技術，不僅提高了I/O接口速度，而且還保證了3D NAND多層堆疊可達到更高容量以及減少上市周期。

Xtacking是可以在一片晶圓上獨立加工負責數(shù)據(jù)I/O及記憶單元操作的外圍電路。存儲單元同樣也將在另一片晶圓上被獨立加工。當兩片晶圓各自完工后，Xtacking技術只需一個處理步驟就可通過數(shù)百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses，垂直互聯(lián)通道)將二者鍵合接通電路，而且只增加了有限的成本。

根據(jù)長江存儲此前公布的數(shù)據(jù)顯示，在傳統(tǒng)3D NAND架構中，外圍電路約占芯片面積的20~30%，這也使得芯片的存儲密度大幅降低。而隨著3D NAND技術堆疊到128層甚至更高，外圍電路所占據(jù)的芯片面積或將達到50%以上。而Xtacking技術則可將外圍電路置于存儲單元之上，從而實現(xiàn)比傳統(tǒng)3D NAND更高的存儲密度。

據(jù)了解，目前長江存儲即將于今年年底量產的64層Xtacking 3D NAND的存儲密度僅比競品96層的3D NAND低10~20%。而下一代，長江存儲將直接跳過96層堆疊，直接進入128層堆疊的研發(fā)。

另外，據(jù)芯智訊了解，長江存儲的128層3D NAND規(guī)劃的最大存儲容量可以達到1.33Tbits（大約166GB）。相比之下，三星去年量產的第五代V-NAND采用96層堆疊設計，單模容量僅為256Gb。

在I/O速度方面，目前NAND閃存主要有兩種I/O接口標準，分別是Intel/索尼/SK海力士/群聯(lián)/西數(shù)/美光主推的ONFi，目前ONFi 4.1標準的I/O接口速度最大為1.2Gbps。第二種標準是三星/東芝主推的ToggleDDR，I/O速度最高1.4Gbps。不過，大多數(shù)NAND廠商只能提供1.0 Gbps或更低的I/O速度。而長江存儲的Xtacking技術可以將I/O接口的速度大幅提升到3Gbps，實現(xiàn)與DRAM DDR4的I/O速度相當。

另外，Xtacking技術還可使得產品開發(fā)時間縮短三個月，生產周期可縮短20%，從而大幅縮短3D NAND產品的從開發(fā)到上市周期。

目前，Xtacking技術已經成功應用于長江存儲的第二代3D NAND產品（64層堆疊）。在本次論壇上，湯強還透露，將會在今年8月推出新一代的Xtacking 2.0技術，屆時將有望將長江存儲的3D NAND提升到一個新的高度。