据相关报道,三星电子计划自 2026 年 3 月起建设 V10 NAND 生产线,并于 10 月启动正式量产。这也是三星电子首次明确披露 V10 NAND 的量产计划。此前曾有观测认为三星会在今年量产 V10,但终三星将商用化时点定在了 2026 年。
按照三星的规划,2026 年 3 月会引进相关设备,上半年内完成产线搭建。在经过试生产和稳定性测试后,于 10 月正式开启量产。相关投资计划预计在今年下半年正式启动。
为了提升存储容量,NAND 闪存技术的发展路线主要是通过垂直堆叠存储单元来实现。目前,三星堆叠层数的产品是 286 层 V9 NAND,自去年开始量产。而 V10 在 V9 的基础上增加了 100 + 层,据悉达到了 430 层。根据此前三星电子透露的规格显示,以 TLC 标准计算的存储密度达 28Gb/mm?,较前代提升了 56%;输入输出接口速度为 5.6GT/s,提升了 75%。这样性能的大幅跃升,使其有望与明年商用的 PCIe Gen6 主控协同发力数据中心市场。
值得一提的是,V10 因堆叠层数的增加,将应用多项新技术。首先,它首次采用超低温( - 70℃以下)蚀刻设备打孔技术,用于垂直堆叠存储单元间的数据传输通道加工。目前三星正评估应用泛林集团和 TEL 的设备。低温蚀刻设备的特点是能在极低的温度下,以很高的速度进行蚀刻,这样可以减少 NAND 蚀刻期间的堆叠问题。其次,区别于前代产品在单一晶圆制造的方式,V10 创新采用 “混合封装” 技术,即把存储数据的 “单元” 与驱动电路的 “外围” 分别制作在不同晶圆后接合,该技术被称为 “晶圆对晶圆(W2W)键合”。另外,三星还为字线(与晶体管源极部分连接的线路,负责读取和写入)材料引入钼(Mo)元素,以此取代钨(W)和氮化钛(TiN)材料,可使晶体管内的 “电阻” 显著降低。
三星预计将采用性能升级的 V10 产品,重点开发用于数据中心的 eSSD。不过,三星电子相关负责人就 V10 投资及量产计划表示:“正按内部规划推进,但具体细节无法确认。”
与此同时,SK 海力士同样在发力 400 层以上的 NAND。据此前报道,SK 海力士也在探索制造 400 层以上的 3D NAND 产品,并计划于 2025 年量产。SK 海力士并未在自己的晶圆厂进行测试,而是将测试晶圆送往东京电子(TEL),以测试后者的低温蚀刻设备的性能。与通常在 0 - 30°C 下运行的现有设备不同,TEL 新型蚀刻设备能够在 - 70°C 下进行高速蚀刻。其的内存通道孔蚀刻技术仅用 33 分钟便可实现 10 微米深的高深宽比蚀刻,与之前的技术相比,还可将全球变暖潜能值降低 84%。
SK 海力士计划在 321 层 NAND 中采用三层堆叠结构。然而,在深通道孔蚀刻方面,实现均匀性是一项重大挑战。因此,由于蚀刻垂直孔的难度相当大,公司通常采用双层甚至三层堆叠结构进行 3D NAND 制造。借助 TEL 的新蚀刻设备,未来可能能够制造出超过 400 层的 3D NAND,即使是堆叠层数较少的结构,也能让内存制造商通过简化流程来降低成本。SK 海力士的目标是生产超过 400 层的 3D NAND 产品,这些 NAND 芯片可能根据其性能采用单层或双层堆叠结构。