NAND闪存芯片，进入第十代！

2025-03-03 09:49:20

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随着人工智能、大模型、云计算等新兴技术的飞速发展，市场对NAND闪存的存储性能要求也在不断提高，各大厂商都在积极推进NAND闪存的研发，越来越多有关第十代NAND闪存技术的消息扑面而来，第十代NAND闪存的技术之争正在拉开帷幕。

铠侠与闪迪携手注重高性能低功耗

铠侠和闪迪可是一对“老伙计”了，双方早在铠侠还叫东芝存储时就有合作，如今闪迪已从西部数据分离，双方依旧保持着密切的合作关系。本次双方针对AI等新兴应用场景，推出了第十代3D NAND闪存技术，与前几代产品相比，这种新型NAND闪存在性能上提升达33%。

铠侠的CBA技术图片来源：铠侠官网

铠侠表示，这款新型3D NAND闪存采用了独有的CBA技术（CMOS directly Bonded to Array，外围电路直接键合到存储阵列），通过将CMOS晶圆和单元储存阵列晶圆在更优的条件下单独制造，然后精准地键合在一起，不仅提高了芯片的集成度，还优化了电路的性能，减少了信号传输的损耗，从而实现了更高的性能和更低的功耗。并且，这并不是一项新技术，铠侠第八代3D NAND产品也曾采用过，但本次第十代NAND内存层数从第八代的218层增加到了322层，对晶圆平面布局进行优化以提高平面密度，使位密度提升了59%。更高的位密度意味着在(zài)相(xiāng)同(tóng)的(de)芯(xīn)片(piàn)面(miàn)积(jī)上能够存储更多的数据，这对于满足不断增长的数据存储需求至关重要。无论是智能手机、平板电脑等移动设备，还是数据中心、云计算等大型应用场景，都能够从中受益，实现存储容量的大幅提升。

此外，新产品还采用了Toggle DDR6.0接(jiē)口(kǒu)标(biāo)准(zhǔn)和(hé)SCA协(xié)议(yì)。Toggle DDR6.0接(jiē)口(kǒu)标(biāo)准(zhǔn)作(zuò)为(wèi)最(zuì)新(xīn)的(de)NAND闪(shǎn)存(cún)接(jiē)口(kǒu)标(biāo)准(zhǔn)，具备更高的传输带宽和更稳定的信号传输能力，允许NAND接口速度达到4.8Gb/s，为实现高速数据传输提供了坚实的基础。而SCA协议，作为一种全新的接口命令地址输入方式，将命令/地址输入总线与数据传输总线完全分离并实现并行运行，有效减少了数据输入/输出所需时间，进一步提升了数据传输的效率。在能效方面，该方案引入了PI-LTT（电源隔离低抽头终端）技术。这项技术在进一步降低功耗方面发挥了关键作用，它通过在NAND接口电源中同时使用现有1.2V电源和额外低压电源，实现了数据输入/输出过程中的功耗降低。具体而言，输入功耗降低了10%，输出功耗降低了34%，成功实现了高性能与低功耗的平衡。这对于数据中心等大规模应用场景来说，具有重要的意义，不仅能够降低运营成本，还能减少能源消耗。

铠侠首席技术官宫岛秀（Hideshi Miyajima）表示：“随着人工智能技术的普及，生成的数据量预计将大幅增加，现代数据中心对提高能效的需求也将随之增加。”

美光继续精进3D NAND技术

美光的第十代NAND闪存(cún)技(jì)术(shù)在(zài)于架构创新，美光的第九代3D NAND技术G9，将数据传输速率提升了50%，读写带宽也得到了显著优化，为AI和云计算等以数据为中心的工作负载提供了强有力的支持。该技术通过将多个存储单元层垂直堆叠在一起，提高了存储密度，不仅增加了存储单元的数量，还缩短了数据传输的路径，从而提高了读写速度。此外，美光还对存储(chǔ)单(dān)元(yuán)的(de)排(pái)列(liè)方(fāng)式(shì)进(jìn)行(xíng)了(le)优(yōu)化(huà)，采用(yòng)了(le)更(gèng)加(jiā)紧(jǐn)凑(còu)的(de)布(bù)局(jú)，进(jìn)一(yī)步(bù)提(tí)高(gāo)了(le)存(cún)储(chǔ)密(mì)度(dù)。

图片来源：美光科技官网

为了提升读写速度，美光在信号传输和控制电路方面进行了创新。通过采用高速信号传输技术和优化的控制算法，减少了数据传输的延迟，提高了读写操作的效率。同时，美光还引入了先进的纠错码（ECC）技术，能够(gòu)在数据传输过程中及时检测和纠正错误，保证了数据的准确性和完整性。

在材料改进方面，美光采用了新型的存储介质材料。这种材料具有更好的电荷保持能力和稳定性，能够提高存储单元的可靠性和耐用性。同时，新型材料还具有更低的电阻和电容，有利于提高信号传输的速度和效率。此外，美光还对闪存芯片的制造工艺进行了改进，采用了更先进的光刻技术和蚀刻工艺，使得芯片的制造精度更高，性能更加稳定。

SK海力士从3D突破到4D

SK海力士更是提早一步，在2024年11月21日就宣布，开始量产业界首款321层1TB TLC 4D NAND闪存，并于今年上半年开始供应。

图片来源：SK海力士官网

SK海力士表示，在此次产品开发过程中采用了高生产效率的“3-Plug”工艺技术，克服了堆叠局限。该技术分三次进行通孔工艺流程，随后经过优化的后续工艺将3个通孔进行电气连接。在其过程中开发出了低变形材料，引进了通孔间自动排列（Alignment）矫正技术。该公司技术团队也将上一代238层NAND闪存的开发平台应用于321层，由此最大限度地减少了工艺变化，与上一代相比，其生产效率提升了59%。

据了解，SK海力士的第十代NAND闪存技术也将延续使用4D NAND架构，并引入了PUC（Peri Under Cell）技术，将外围控制电路放置在存储单元下方。这种创新的架构设计，为NAND闪存构建了一个更加高效有序的布局，对提升整体性能起到了关键作用。与传统架构相比，SK海力士的创新架构优势显著。在(zài)传(chuán)统(tǒng)架(jià)构(gòu)中(zhōng)，外(wài)围(wéi)控(kòng)制(zhì)电(diàn)路通(tōng)常(cháng)位(wèi)于(yú)存(cún)储(chǔ)单(dān)元(yuán)的(de)侧(cè)面(miàn)，这(zhè)不(bù)仅(jǐn)占(zhàn)据(jù)了(le)较(jiào)大(dà)的(de)芯(xīn)片(piàn)面(miàn)积(jī)，还(hái)增(zēng)加(jiā)了(le)信(xìn)号(hào)传(chuán)输(shū)的(de)距(jù)离(lí)和(hé)延(yán)迟(chí)。而(ér)PUC技(jì)术(shù)的(de)应(yīng)用(yòng)将(jiāng)外围控制电路置于存储单元下方，缩短了信号传输路径，使得数据的读写操作能够更加迅速地响应。这种架构优化，使得数据传输速度得到了显著提升，同时也提高了芯片的整体性能和稳定性。

SK海力士计划在今年年底之前，全面完成400多(duō)层(céng)堆(duī)叠(dié)NAND的(de)量(liàng)产(chǎn)准(zhǔn)备(bèi)工(gōng)作(zuò)，2026年第二季度正式启动并大规模投入生产。

图片来源：快科技

快评：第十代NAND闪存前景可期

近期，DeepSeek模型以优越的性能和极低的成本惊艳登场，给全球科(kē)技(jì)行业(yè)带(dài)来了全新的震撼，而这股强烈的震感也传到了整个半导体产业链，对于有些芯片品类来说是冲击，而对于NAND来说，是大利好。

在AI手机领域，随着DeepSeek技术的融入，手机的智能化水平得到了显著提升。它能够实现更自然的语音交互、更精准的图像识别以及更高效的智能助手功能。而为了实现这些强大的AI功能，手机对NAND闪存的需求在容量和性能上都有了大幅提升。以苹果为例，其最新款手机为了搭载更先进的AI算法和更大的语言模型，NAND闪存的容量从以往(wǎng)的(de)128GB起(qǐ)步(bù)提(tí)升(shēng)到(dào)了(le)256GB起(qǐ)步(bù)，以满足大量数据的存储和快速读取需求。

在AIPC领域，DeepSeek的搭载使得AIPC能够在本地实现更强大的AI计算能力，无需完全依赖云端服务器，从而提高了响应速度和数据安全性。这一变革使得AIPC在处理复杂任务时(shí)更(gèng)加(jiā)高(gāo)效(xiào)，如(rú)进行图像和视频编辑、数据分析以及运行大型AI软件(jiàn)等(děng)。为(wèi)了(le)支(zhī)持(chí)这(zhè)些(xiē)高(gāo)性(xìng)能(néng)的(de)AI应(yīng)用(yòng)，AIPC对(duì)NAND闪(shǎn)存(cún)的(de)性(xìng)能(néng)要求也越来越高，需要具备更快的读写速度和更高的稳定性。例如，英特尔推出的新一代AIPC处(chù)理(lǐ)器(qì)，搭(dā)配(pèi)了(le)高(gāo)性(xìng)能(néng)的(de)NAND闪(shǎn)存(cún)，以确保AI应用的流畅运行。同时，为了满足用户对海量数据存储的需求，AIPC的NAND闪存容量也在不(bù)断(duàn)增(zēng)大(dà)，从(cóng)传(chuán)统(tǒng)的(de)512GB向1TB甚至2TB迈进。

AIoT（人工智能物联网）领域也因DeepSeek技术的发展而迎来(lái)了(le)新(xīn)的(de)发(fā)展机遇。在智能家居(jū)、智(zhì)能(néng)安(ān)防(fáng)、智(zhì)能(néng)穿(chuān)戴(dài)等(děng)设(shè)备(bèi)中(zhōng)，DeepSeek的(de)AI技(jì)术(shù)能(néng)够(gòu)实(shí)现(xiàn)更智能的环境感知、更精准的行为分析以及(jí)更(gèng)高(gāo)效(xiào)的(de)设(shè)备(bèi)控(kòng)制(zhì)。例(lì)如(rú)，智能摄像头可以通过AI技术实时识别异常行为并及时报警，智能音箱可以理解用户的自然语言指令并提供相应的服务。这些AIoT设备数量的快速增长以及功能的不断丰富，使得对NAND闪存的需求呈现出爆发式增长。根据市场研究机构的数据，预计到2025年底，全球AIoT设备对NAND闪存的需求量将(jiāng)达(dá)到(dào)数(shù)亿GB，市场规模将超过数百亿美元。

其他还有汽车智能化领域，随(suí)着(zhe)自(zì)动(dòng)驾(jià)驶(shǐ)技(jì)术(shù)的(de)不(bù)断(duàn)发(fā)展(zhǎn)，汽(qì)车(chē)对(duì)AI计(jì)算(suàn)能(néng)力(lì)的(de)需(xū)求(qiú)越(yuè)来越高，对NAND闪存的需求也在不断增加。

专家表示，这些需求让各大企业对NAND闪存的性能、容量和功耗等方面提出了全新(xīn)的(de)要(yào)求(qiú)。在(zài)性(xìng)能(néng)方(fāng)面(miàn)，端(duān)侧(cè)AI应(yīng)用(yòng)需(xū)要(yào)NAND闪(shǎn)存(cún)具(jù)备(bèi)更(gèng)高(gāo)的(de)读(dú)写(xiě)速(sù)度(dù)，以(yǐ)满(mǎn)足(zú)AI算(suàn)法(fǎ)对(duì)大(dà)量(liàng)数(shù)据(jù)快(kuài)速(sù)处(chù)理(lǐ)的(de)需求，还需保证AI算法的实时性和准确性；在容量方面，随着端侧AI应用的不断丰富和复杂，终端设备需要存储更多的数据，包括AI模型、训练数据以及用户数据等；功耗方面，端侧AI设备通常需要长时间运行，并且对电池续航能力有较高要求。因此，NAND闪存的低功耗特性变得尤为重要。低功耗的NAND闪存可以减少设备的能耗，延长电池续航时间，提高设备的使用便利性。这些需求都是第十代甚至第十一代NAND闪存需要主要着力的点。

因此，结合DeepSeek的影响和当前行业动态，NAND市场(chǎng)未(wèi)来(lái)在(zài)供(gōng)需(xū)、价(jià)格(gé)和(hé)技(jì)术(shù)发(fā)展(zhǎn)等(děng)方(fāng)面(miàn)将(jiāng)呈(chéng)现(xiàn)出(chū)一(yī)系(xì)列(liè)显(xiǎn)著(zhe)趋(qū)势(shì)。

供(gōng)需(xū)方(fāng)面(miàn)，随(suí)着(zhe)DeepSeek推动AI在各领域的广泛应用，NAND闪存的需求将持续增长。根据市场研究机构的预测，到2026年，全球AI相关应用对NAND闪存的需求量有望达到数万亿GB，年复合增长率将超过20%。而在供给端，尽管NAND厂商在2025年采取了减产措施，但随着技术的进步和新产能的逐步释放，未来市场供应仍将保持一定的增长态势。不过，由于AI相关需求的增长速度较快，预计未来NAND市场将逐渐从供过于求转向供需平衡，并有可能在某些高端产品领域出现供不应求的局面。

价格方面，受供需关系变化以及技术进步的影响，NAND闪存价格有望在未来呈现出先稳后升的趋势。2025年初，由于NAND厂商的减产措施以及市场需求的逐步回暖，NAND闪存价格已经开始出现企稳迹象。随着AI相关需求的进一步释放，预计从2025年下半年开始，NAND闪存价格将逐步回升。尤其是在高端NAND闪存产品领域，由于其技术门槛高、市场需求旺盛，价格上涨幅度可能更为明显。而在中低端市场，由于市场竞争激烈，价格上涨幅度可能相对较小，但随着成本的上升和需求的改善，价格也将逐渐趋于稳定并有所回升。

DeepSeek对NAND市场的影响，是当下半导体行业变革的一个缩影，随着AI技术的不断演进和应用场景的持续拓展，第十代NAND闪存有望获得广阔的发展空间，企业需要不断加大研发投入，提升技术创新能力，优化成本结构，以适应市场的快速变化。同时，企业之间的合作也将变得更加重要，通过协同创新，共同推动NAND技术的发展，满足AI等新兴领域对存储的多样化需求。

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