熟悉存儲行業(yè)的讀者應(yīng)該知道，東芝公司的舛岡富士雄在1987年發(fā)明了NAND閃存。而后，這種存儲產(chǎn)品便在市場上蓬勃發(fā)展，到了智能手機(jī)時代，NAND Flash更是大放異彩。
據(jù)中國閃存市場ChinaFlashMarket預(yù)估，2020年全球NAND Flash市場銷售規(guī)模超過550億美元，較2019年增長21%，全球NAND Flash GB當(dāng)量更達(dá)到4000億GB當(dāng)量，年增幅31%。當(dāng)中很大一部分是由智能手機(jī)所貢獻(xiàn)的。
不過進(jìn)入最近幾年，因為智能手機(jī)波動比較大，很多人對NAND Flash的未來產(chǎn)生了疑問，但在由東芝存儲業(yè)務(wù)更名后成立的鎧俠看來，NAND Flash市場還是前景看好。
一方面，雖然智能手機(jī)短期走弱是不爭的事實，但從長期看來，在5G的推動下，智能手機(jī)的閃存需求量還將繼續(xù)增長；另一方面，疫情的出現(xiàn)改變了人們工作生活的方式，加上當(dāng)前的科技發(fā)展浪潮，數(shù)據(jù)中心的需求必將水漲船高，這勢必會帶動閃存的需求；第三，隨著汽車往更高級別的自動駕駛演進(jìn)，自不然會有更高容量的閃存需求。
這也是鎧俠看好的三大存儲機(jī)遇。作為行業(yè)領(lǐng)先的專家，他們已經(jīng)在產(chǎn)能和技術(shù)方面做好了全方位的規(guī)劃。
首先看技術(shù)方面，這是鎧俠賴以生存的根本。只要擁有了這些，鎧俠才有面向未來的底氣。而要談鎧俠的閃存技術(shù)，BiCS是必然不能錯過的，因為這是鎧俠一切閃存技術(shù)的基礎(chǔ)。
官方資料顯示，這是他們在2007年推出的3D閃存技術(shù)。而到了今年五月，則升級到了第六代。據(jù)介紹，這是一個162層的3D閃存技術(shù)。是他們迄今為止密度最高、最先進(jìn)的3D閃存技術(shù)，采用了廣泛的技術(shù)和制造創(chuàng)新。
這款第六代3D閃存具有超越傳統(tǒng)八列存儲孔陣列的先進(jìn)架構(gòu)，與第五代技術(shù)相比，平面單元陣列密度最多提高了10%。這種平面方向上的細(xì)微化技術(shù)進(jìn)步與162層垂直堆疊相結(jié)合，裸片尺寸與112層堆疊技術(shù)相比減少40%，從而優(yōu)化了成本。
鎧俠和西部數(shù)據(jù)團(tuán)隊還應(yīng)用了Circuit Under Array CMOS配置和4Plane操作，與上一代相比，這兩項技術(shù)在寫性能方面提高了近2.4倍，在讀取延遲方面縮短了10%。此外，I/O性能也提高了66%，使下一代接口能夠支持不斷增長的對更快傳輸速率的需求。
總體而言，與上一代相比，新的3D閃存技術(shù)降低了每比特成本，并且將每片晶圓可制造的比特數(shù)提高了70%。鎧俠和西部數(shù)據(jù)將繼續(xù)推動創(chuàng)新，確保持續(xù)細(xì)微化以滿足客戶及其多樣化應(yīng)用的需求。
從鎧俠BiCS，或者三星、美光還是英特爾的3D閃存的發(fā)展看來，現(xiàn)在廠商都已經(jīng)在追求更高的層數(shù)，從垂直方向發(fā)展閃存。但正如鎧俠方面所說，雖然有行業(yè)專家指出3D閃存可以堆疊到1000層，但他們隨著堆疊層數(shù)的增加，制造閃存的成本和時間會提升。為此他們也開始探索往橫向發(fā)展3D閃存。
鎧俠株式會社技術(shù)執(zhí)行官柳茂知在閃存峰會的演講上也表示：“部分人可能認(rèn)為堆疊層數(shù)是3D NAND容量增長的最重要參數(shù)，但是其實并不完全正確，沒有必要以厚度增加為代價一味增加堆疊層數(shù)。”他進(jìn)一步指出，鎧俠也十分注重平面密度提升。“一直到BiCS 5閃存芯片，鎧俠都是采用CNA結(jié)構(gòu)，即CMOS電路布置在存儲陣列旁邊，因為這種結(jié)構(gòu)可以最大程度縮短生產(chǎn)時間，優(yōu)化晶圓廠產(chǎn)出。”柳茂知強(qiáng)調(diào)。
但來到BiCS6 162層閃存芯片中，鎧俠開始采用CMOS電路配置在存儲陣列下方的CUA結(jié)構(gòu)。據(jù)了解，這種設(shè)計的芯片厚度會大于CAN結(jié)構(gòu)，但鎧俠表示，從單片晶圓中產(chǎn)出的芯片數(shù)量的增加可以彌補(bǔ)生產(chǎn)時間變長的影響。面向未來鎧俠后續(xù)還將引入CBA結(jié)構(gòu)，即CMOS／存儲陣列鍵合，存儲陣列和周邊電路會分別生產(chǎn)。最終，將兩片晶圓鍵合在一起以形成一個存儲器芯片。
除此以外，PLC和Twin BiCS也是鎧俠提升平面存儲密度的重要途徑。
所謂PLC，是penta level cell的簡稱，這是一種存儲5電位的設(shè)計。但鎧俠并不滿足于此，在之前的學(xué)術(shù)會議上，鎧俠還談到了存儲6電位的HLC（hexa level cell）和存儲8電位的OLC（octa level cell）。
至于Twin BiCS，則是鎧俠在2019年推出一個閃存新技術(shù)。據(jù)介紹，這是全球首個3D半圓形分裂浮柵極閃存單元。其使用的技術(shù)主要有半圓形、分裂、浮柵極，簡單來說就是將傳統(tǒng)的浮柵極分裂為兩個對稱的半圓形柵極，利用曲率效應(yīng)提高閃存P/E編程/擦除過程中的性能。
在學(xué)術(shù)會議上，鎧俠還談到過一個叫做晶圓級SSD的設(shè)想，希望能夠用生產(chǎn)出來的整個晶圓當(dāng)做SSD硬盤用。
但我們必須強(qiáng)調(diào)一下，鎧俠上述的設(shè)想都是他們對于技術(shù)未來的設(shè)想，現(xiàn)在只是處于最初始的階段。但透過這些“異想天開”，我們看到了閃存的無限可能。
基于上述閃存技術(shù)和產(chǎn)品，鎧俠打造了面向智能手機(jī)和數(shù)據(jù)中心等市場的豐富產(chǎn)品線。例如面向智能手機(jī)有UFS系列產(chǎn)品；面向企業(yè)級應(yīng)用有SAS SSD、PCIE Gen 4 SSD、EDSFF E3S和E1S SSD和低延遲SSD。鎧俠還將推出今年第四季度推出支持PCIe Gen5及EDSEF E3.S接口的企業(yè)級SSD—CD7系列；面向汽車市場，除了規(guī)劃了UFS產(chǎn)品以外，鎧俠方面表示，為了滿足汽車更高的容量需求，公司正在與合作伙伴探討SSD在汽車上的應(yīng)用。
有了領(lǐng)先的產(chǎn)品固然重要，但是否有適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)能規(guī)劃則是存儲企業(yè)能夠騰飛的關(guān)鍵。而他們也的確面向現(xiàn)在的市場現(xiàn)狀和趨勢做好了充分的準(zhǔn)備。
根據(jù)閃存市場ChinaFlashMarket數(shù)據(jù)，今年上半年，鎧俠約占全球NAND Flash市場份額19%，排名第二。從鎧俠技術(shù)執(zhí)行官柳茂知早前在閃存峰會上的介紹我們得知，這些閃存芯片大多數(shù)是在日本四日市（Fab N-Y2, Y3, Y4, Y5, Y6五棟無塵廠房）和巖手縣北上市（K1）生產(chǎn)的。
縱觀全球閃存廠商的規(guī)劃，無不在大力投資擴(kuò)產(chǎn)，鎧俠自然也不甘人后。
據(jù)《日刊工業(yè)新聞》在今年五月披露，鎧俠預(yù)計將投資高達(dá)約2兆日圓（約183.7億美元）來提高3D NAND的產(chǎn)能。當(dāng)中包括在巖手縣北上市新建K2工廠，估計其規(guī)模可能將是K1廠房的2倍，計劃2023年開始營運。此外，鎧俠在日本四日市也正在新建Fab7工廠，該工廠的建設(shè)分為兩個階段，第一階段的建設(shè)計劃于2022年春季完成，用于生產(chǎn)先進(jìn)的BiCS FLASH。
正如鎧俠所說，存儲是一個有周期性的產(chǎn)品。但從現(xiàn)狀看來，他們似乎已經(jīng)運籌帷幄。
