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[導讀]在今后的2年~3年內,NAND閃存的集成度仍將保持目前的發(fā)展速度。具體來說,到2011年~2012年,通過采用2Xnm的制造工藝與3位/單元~4位/單元的多值技術,NAND閃存很有可能實現128Gb的容量。但是,如果要實現超過128Gb

在今后的2年~3年內,NAND閃存的集成度仍將保持目前的發(fā)展速度。具體來說,到2011年~2012年,通過采用2Xnm的制造工藝與3位/單元~4位/單元的多值技術,NAND閃存很有可能實現128Gb的容量。

但是,如果要實現超過128Gb的更大容量,恐怕就需要全新的技術。目前正在量產的NAND閃存通常都使用浮柵結構的存儲單元。許多工程師也認為,2011年~2012年將量產的2Xnm工藝及其后的20nm工藝仍可采用現有的浮柵結構的存儲單元。但據SanDisk公司分析,當工藝發(fā)展到20nm以下時,從原理上來看,就很難再沿用現有的技術。由于存儲單元的尺寸過小,晶體管將極不穩(wěn)定,因此容易出現數據錯誤的情況。而且,工藝節(jié)點進一步縮小后,還將存在光刻設備能否滿足工藝需求的問題。

由于NAND閃存的集成度在20nm工藝之后仍將繼續(xù)提高,所以存儲器結構必須要有根本性的變化。其中,將存儲單元縱向層疊的三維技術可以說是最有希望的候補技術。

該技術的最大優(yōu)點在于,即使采用比最先進工藝落后數代的制造工藝,也可以實現與使用最先進工藝時相同的大容量與低成本。目前,各閃存生產商正在加速開發(fā)三維層疊技術。2009年6月在日本京都召開的半導體技術國際會議“2009 Symposium on VLSI Technology/Circuits”上,各廠商將會發(fā)表各種三維層疊技術。比如,三星電子公司將發(fā)布被稱為“Vertical Gate NAND(VG-NAND)”的三維技術。該技術中存儲單元的層疊數沒有限制,這為實現Tb級的存儲器開拓了新的道路。該公司已經證實,采用該結構的存儲單元可以穩(wěn)定地進行寫入、刪除、讀出等操作。

東芝公司也宣布其之前所開發(fā)的低成本三維層疊技術“BiCS(bit-cost scalable)”又有了新的進展。該公司已試制出層疊了16層存儲陣列的實驗芯片,使用的是BiCS的改良技術 “Pipe shaped BiCS”,每層的容量可達1Gb。該芯片采用60nm制造工藝,每bit的實際存儲單元面積僅為0.00163μm2,與該公司和SanDisk公司在“ISSCC 2009”上共同發(fā)布的采用32nm工藝、3位/單元的多值技術制造的32Gb NAND閃存的面積大致相同。

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