你不瞭解的關於閃存的那些事

時代發展的腳步越來越快,技術的更新迭代所需的時間越來越短,近幾年,以語音、文字為主的數據通信時代儼然已經是“過去進行時”,大量數據積累和爆發的5G、大數據時代才是“正在進行時”。

大容量存儲設備在這樣的一個時代顯得如此重要,而在這種第四次工業革命風起雲湧的大趨勢下,閃存在業內獨當一面則將成為大勢所趨。

你不瞭解的關於閃存的那些事

説到閃存,三星是一個不能繞過的名字。自2002年起,三星電子憑藉產品及解決方案強悍的性能和質量,連續18年佔據閃存行業的領軍地位。當閃存遇上三星,一段傳奇的故事開始了。

經典背後:悠久的歷史與雄厚的技術實力

很多人是近兩年才聽説閃存這一概念,但是這着實不算是很新鮮。至少早在2002年,三星就已經成為啓動1Gb(千兆)NAND閃存量產的企業,在世界閃存領域地位斐然。到了2013年,三星成為啓動3DV-NAND閃存量產企業,再一次譜寫了歷史新篇章。

20世紀90年代,三星就已經鞏固了在DRAM存儲器市場中的地位,開始進入21世紀,三星依託自身的創新能力與技術實力,開始在閃存領域陸續收穫可喜的成果,創造了不少經典的產品。

1999年,三星完成了1GbNAND閃存的開發,隨後,2002年2Gb、2003年4Gb、2004年8Gb、2005年16Gb、2006年32Gb、2007年64Gb,隨着新容量產品的開發相繼完成,存儲器容量陣容不斷擴大。

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▲三星電子1GbNAND閃存(左),2GbNAND閃存(右)

三星發展微處理工藝的成果同樣不俗。2002年,三星成功研發出了90納米工藝,隨後又於2003年、2005年以及2006年分別研發出70納米、50納米以及40納米工藝,在2007年,更是成功開發出在當時被視為微處理工藝領域技術新高度的30納米工藝。

此外,2006年三星成功研發出了創新CTF(ChargeTrap Flash,電荷擷取閃存)NAND技術,克服了當時被廣泛採用的浮柵(FloatingGate) 技術所無法逾越的瓶頸,三星也就此開始實現40納米32GbNAND閃存的商業化。

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▲浮柵技術與CTF,3DV-NAND技術之間對比

隨着微型化與大容量的持續發展,CTFNAND技術也開始面臨技術侷限。自10納米工藝的128GbNAND閃存問世以來,存儲數據的單元越來越小,從而加劇了電子泄漏干擾的問題。為了克服這一侷限性,三星於2013年8月大規模生產了3D垂直NAND(3DVertical NAND, 3D V-NAND)閃存。

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▲2013年,三星啓動3DV-NAND閃存量產

與傳統的平面NAND相比,V-NAND同時採用了三星電子獨立研發的3D圓柱型CTF(3DCharge TrapFlash)存儲單元結構和3D垂直堆疊工藝技術,強化了速度更快、功耗更低、存儲單元的耐用性等三大性能,可以更快,更可靠地管理存儲在控制門中的電荷。

V-NAND不同於在平面上蝕刻微電路的同時水平排列存儲單元的平面閃存,它將單層排列的存儲單元垂直堆疊成3D方式。可以説,這是三星電子NAND閃存技術的精髓。它,再次開啓了3D立體存儲器的全新時代

比想象中更具實力,三星如何走在閃存時代前沿?

對三星閃存的經典產品津津樂道的時候,你或許也會有所疑問,在如今各色各樣的閃存產品之前,最初的產品到底是如何誕生的呢?

1984年7月,三星研發出16KbEEP ROM,雖然它足夠“早”,但是由於價格昂貴,且無法克服大容量產品開發局限性,三星開始將目光轉向更容易實現商業化的MaskROM。

當時,MaskROM主要用於OA設備文本存儲,或者作為芯片用於電子詞典以及當時盛行的“寶石男孩(Gemboy)”或“電子雞(Tamagotchi)”中,由於除了一些日本生產商以外,基本沒有其他廠商生產,市場處於供不應求的狀態。

1989年,三星獨立開發出MaskROM,且銷售規模一度增長到4億美元,不過由於該產品僅限於特定市場,應用範圍並不廣,這也使三星閃存業務一度處於生存危機邊緣。

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前進的道路總不會是一帆風順,雖然前路艱難,但是三星已經預測並認識到“閃存決定未來市場”的發展趨勢,並堅持進行獨立研發。

化壓力為動力,探索仍在繼續,三星團隊重新開展了市場調查,並決定瞄準規模達1億台的PC市場,對原有市場標準進行一定的調整與轉化,以開拓新的市場——這種變化就是實現便攜式閃存大眾化,尺寸小巧便攜的USB存儲器開始流行。

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三星早期USB(左)以及現售中的UFD(USB Flash Drive) 存儲器

2002年,三星成功度過危機。而後在2005年,三星又開展了“如果沒有市場,那就來創造市場”等積極主動的營銷策略,以開拓新的市場。當時,在原本以磁帶、磁盤為主的音樂播放市場中,開始出現閃存應用的身影。

此後,三星在MP3播放器市場上大獲全勝,徹底在閃存領域站穩腳跟。後來,三星通過開拓可替代硬盤的SSD市場等,再次夯實了自己在閃存領域的地位。

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三星電子閃存開發與量產主要歷程

你可能體驗到過閃存的小巧,也感受到過閃存的便捷,時間往未來走,三星又會創造怎樣一個神奇的閃存世界呢?讓我們拭目以待吧!

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