兩種新型存儲器技術誰更勝一籌？

來源：宇芯有限公司 日期：2018-03-26 14:34:51

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三星宣布其正在批量生產三維（3D）垂直NAND（V-NAND）芯片；接著創(chuàng)業(yè)公司Crossbar表示已經創(chuàng)建了一個電阻隨機存取存儲器（RRAM）芯片的原型。

 

3D NAND將原本建立在一個水平面上的閃存芯片側放，于是就像微觀的存儲摩天樓一樣，它們并排的堆疊在一起，形成了一個更密集的芯片，這個芯片的寫性能是今天2D或平面NAND的兩倍，可靠性是2DNAND的十倍。

 

在平面NAND上創(chuàng)建存儲數據的硅閃存單元的最密集工藝處于10nm和19nm之間。這到底有多??？用一個簡單的例子說明：1納米是十億分之一米——人的頭發(fā)比25nm工藝技術制成的NAND閃存厚3000倍。一英寸有2500萬納米。

 

NAND閃存使用晶體管和要捕獲的電荷（也被稱為電荷捕獲閃存）在硅單元中存儲一些數據，而RRAM使用連接硅層的微小導電細絲來表示數據——一個數字1或0。

 

在RRAM中，頂層的硅硝酸鹽創(chuàng)建了一個導電電極，底層是絕緣的氧化硅。一個正電荷在兩個硅層之間創(chuàng)建了一個細絲連接，代表一個1；負電荷打破這個細絲，創(chuàng)建一個電阻層或一個0。

 

在五年內，這兩種存儲器中哪一種能夠在非易失性存儲器市場占有主導地位現(xiàn)在是不能判斷的，由于關于多少3D（或可堆疊）NAND閃存可以擴展當前的NAND閃存技術，專家們各有不同看法。一些專家說目前三星的24層會發(fā)展到將來的100層；另一些人相信它只有兩到三代，這意味著這種技術會在64層左右的時候達到瓶頸。

 

相比之下，RRAM一開始是具有優(yōu)勢。它比NAND更密集，具有更高的性能和耐久性。這說明和NAND閃存制造商使用的硅晶圓相比，RRAM將能夠使用其一半大小的硅晶圓。據Crossbar的CEO George Minassian說，最重要的是，目前的閃存制造廠如果轉而制造RRAM的話并不需要改變他們的設備。

 

Minassian說：“工廠引入RRAM的工程成本大概花費幾百萬美元，這在我們計劃之中。引入一個新的NAND閃存節(jié)點，如從65到45nm節(jié)點，也具有相同的成本。”

 

據Crossbar聲稱其RRAM技術的延遲時間僅有30納秒。三星的熱銷閃存840 Pro SSD有0.057毫秒的延遲。1毫秒是千分之一秒，1納秒是十億分之一秒——RRAM快了一百萬倍。

 

據Minassian說，RRAM本身就能承受10000寫擦周期，它比典型消費級MLC（多單元級）NAND閃存能夠承受多些，并且沒有任何糾錯碼。ECC用于將今天的MLC NAND閃存升級到企業(yè)級閃存卡和固態(tài)硬盤（SSD）。

 

實際上，Crossbar希望在兩年內RRAM能夠大規(guī)模生產。Minassian公司已經和汽車工業(yè)的一個閃存加工廠達成協(xié)議來制造這種芯片，而且馬上就會和一個更大的晶圓廠達成協(xié)議。

 

Handy說：“硅將盡可能的保持其對新型材料的優(yōu)勢。直到3D NAND開始衰退，像Crossbar的技術才能發(fā)揮作用。”

關鍵詞：3D NAND    RRAM


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