日渐普及的3D闪存到底是如何工作的?

2019-03-13 10:24 稿源:用户投稿  0条评论

2018 年,3D闪存的市场份额超越2D平面闪存成为市场主流。与此同时,3D闪存仍在向更高堆叠层数、更大存储密度的方向发展。

东芝在已经发布了应用第四代BiCS闪存的多款存储产品,包括适用于旗舰手机的UFS3. 0 闪存芯片、适用于普通电脑的XG6 M.2 NVMe固态硬盘以及适用于二合一电脑等轻薄笔记本的BG4 BGA固态硬盘。

3D闪存到底是如何工作的?相比平面闪存都有哪些创新呢?一起来通过东芝BiCS496 层堆叠3D闪存了解一下。

96 层堆叠指的是闪存单元在垂直方向上的堆叠层数。东芝从去年 9 月开始在日本三重县四日市的Fab6 工厂制造 96 层3D NAND闪存。

在平面闪存时代,通过字线和位线就能选定一个闪存单元。到了3D时代之后又多出了Select Gate选择门电路。为了方便识读,下图中展现了 4 层堆叠的闪存单元,在它的上方是选择门和位线(红色)。

由位线和选择门可以确定一条Memory Hole记忆孔,再结合字线就可以选定一个特定的闪存单元。

BiCS4 目前使用TLC闪存类型,下图中的一个闪存单元拥有 8 种状态,可表达 3 个比特数据。东芝BiCS4 未来还会推出QLC类型闪存,使用 16 种状态表达 4 个比特数据,从而令存储密度得到进一步提升。

在一个存储单元当中,直接起到存储数据作用的是环绕Core Silicon核心硅的Charge Trap Layer电荷捕获层,它能捕获电子来表达不同的数据位。

通过控制字线,数据就能在不同闪存层的存储单元间进行切换。3D堆叠闪存成功地扩大了临近闪存单元的间隔,降低读写干扰,提升了存储可靠性。

通过选择门,闪存就能在不同的闪存阵列之间进行切换。

奇妙的BiCS三维闪存结构由东芝在 2007 年首次宣布,发展至今已经是第四代 96 层堆叠技术,并成功进入手机移动设备、个人电脑和服务器存储应用

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