作为国产存储行业的佼佼者,长江存储近两年凭借在3D NAND闪存领域的突飞猛进,引发普遍关注,尤其是独创了全新的Xtacking闪存架构,最近还打造了首个消费级SSD品牌"致钛"。

今天,长江存储产品工程与测试工程处副总裁陈轶做了一次官方科普,详细解读了致钛SSD、3D NAND的故事。

首先值得一提的是,长江存储公司注册成立于2016年,但其实早在2014年,武汉新芯就已开始研发3D NAND,所以长江存储的历史已经有六年。

产品方面,长江存储的致钛系列SSD首批有两款产品,其中SC001写入寿命170-680TBW不等,PC005则是200-640TBW不等。

从参数上看,致钛系列的写入寿命相比同类产品一点也不短,甚至比很多还要更长,而产品所做的测试认证也是完全基于行业标准进行。

SSD的写入寿命取决于多个方面,比如闪存质量、固件算法等。

致钛系列的算法是业界通用的,不过写入放大是需要颗粒来承载的,而长江存储的Xtacking架构确实可以间接帮助提高写入寿命。

这是因为,Xtacking架构将闪存阵列的工艺和CMOS逻辑器件工艺分割隔离,从这一程度上讲,利用Xtacking技术可以更容易地调整优化闪存阵列的工艺,寿命也相对会更长一些。

另外,长江存储的磨损均衡管理同业界使用的方法是一致的,失效模型(defect modeling)同业界其他友商也是相当的,在有些方面甚至还可能更好一些。长江存储会使用冗余度更低的方法来进行坏块管理,而冗余度降低了,写入寿命自然也就提高一些。

未来规划方面,PCIe 4.0方兴未艾,长将存储也在积极筹备,不过因为PCle 4.0还比较新,长江存储会考虑推出低中高端不同系列的产品,会有性能、价格上的分割,并尽量降低功耗。

说到3D NAND闪存,如今全球各大闪存厂商都在堆叠更多的层数,美光最近就官宣了176层,长江存储也做到了128层。

3D NAND的容量有几个指标,一是看芯片里有多少块(block),二是看每个块里面有多少闪存晶体管,而层数多了,自然就能让一个块内的容量变大。

不过,并不是层数多了,整体容量就一定变大,因为可以同时设计更多或者更少的块。长江存储每一个块的容量就比业界其他产品多50%左右。

另外,每一层闪存的容量也没有统一标准,只能说大致统一,所以不同厂商的堆叠层数没有直接可比性。

其实,3D NAND层数的堆叠也面临一些挑战,比如随着层数的增加,越来越难以达到孔所需要的长宽比,早先预计只能到100层左右,现在已经大大突破了这个仅限,但是难度也越来越高。

这就像半导体工艺,7nm、5nm在十多年前是几乎不可想象的,但现在已经实现,3nm、2nm也在不断取得重大突破,但挑战难度是指数级增加的。

利用更好的设备、更好的工艺调校能力,长江存储最终达到了128层闪存,而未来达到256层、300层、500层都是有可能的。

当然,3D NAND也不可能进行无限堆叠,基于目前的堆叠方式,预计极限大概在500层左右,但届时肯定能找到全新的方法、设备或是理论,突破到500层以上也是很有可能的。