微縮極限近了 3D NAND離終點還遠嗎？

在今年的快閃記憶體高峰會(Flash Memory Summit)上，三星(Samsung)宣布開發1Tb 3D NAND，並將用於明年推出的商用產品中。不過，我想知道4Tb 3D NAND何時將會出現在市場上。

根據來自三星與東芝(Toshiba)的信息，64層TLC 512Gb 3D NAND晶元尺寸約為130mm2。而假設以串列堆棧64層的條件下，我認為，為了建置4Tb NAND晶元：

• 需要8串64層串列堆棧，才能實現容量達4Gb的晶元(512Gb×8=4G)；
• 總層數在130mm2的晶元尺寸上達到512層；
• 處理1個晶元大約需要1年的時間，內存邏輯則需要5周的處理時間；再將建置一個64層內存單元需的5-6周時間乘以8倍(8串64層的堆棧)。因此，處理一個512層的晶元將會需要45-53周的時間。

如果這種簡單的估算方法正確的話，那麼實際上就不可能實現4Tb NAND晶元了。如果考慮採用四位單元(QLC)以取代三位單元(TLC)，那麼充其量最多也只能改善25%。因此，QLC 4Tb 3D NAND需要410層，以及大約9個月的晶圓處理時間。

那麼16Tb 3D NAND呢？它應該會需要2,048層，以及大約4年的晶圓處理時間。

過去幾十年來，NAND在摩爾定律(Moore』s Law)的原則下實現了顯著的成長。當摩爾定律逐漸邁向尾聲，而平面NAND開始過渡至3D NAND時，許多人預期3D NAND將以垂直方向持續擴展其內存微縮。然而，3D NAND在64層時才能實現與平面NAND相當的價格。因此，3D NAND將開始與平面NAND展開價格競爭。而現在我認為期待4Tb NAND幾乎是不可能的。

3D NAND的微縮極限似乎也變得顯而易見了。那麼，3D NAND將會很快地達到其生命周期的終點嗎？我想可能不遠了。

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