DRAM與閃存代工廠商SK海力士計劃于今年年底將3D NAND產品投入指化生產，與此同時美光科技也打算在2015年下半年拿出自己的3D量產化產品方案。

通過在芯片結構當中添加多個當前作為主流機制的平面單元（也就是2D NAND）層，這種新型NAND芯片能夠在無需進一步降低閃存單元尺寸的前提下實現存儲容量提升。

如果采用縮小單元尺寸的方式，那么閃存芯片的工作壽命（也就是耐用性）將嚴重下降、而出錯率則隨之上升。SanDisk日前剛剛公布了15納米工藝（即1Z），此前該公司及其代工合作伙伴東芝一直在使用19納米（即1X）單元尺寸。

三星打造的SSD產品同樣采用19納米技術。SK海力士則于2013年年末開始全面生產16納米閃存芯片。

美光預計今年上半年將推出16納米SSD產品。盡管步入16納米俱樂部有助于美光在存儲容量方面占得先機，但目前該公司乃至整個存儲行業都不太可能在短時間內轉向15納米以下單元尺寸陣營，這主要是考慮到規模化生產可能帶來的相關難題。

也就是說，現階段最理由的解決方案是在不增加芯片自身尺寸的前提下通過堆疊多個平面層增加芯片存儲容量，而這正是3D NAND的基本思路。看起來在高密度2D NAND技術取得突破性進展之前，3D NAND可以被視為目前最理想的閃存容量提升方式。

我們可以將3D閃存單元想象成公寓樓——相當于在一套地基之上構建起多層多個基礎住宅單元——而平面單元結構則與平房較為相近。在占地面積相同的前提下，一棟四層公寓樓所容納的住戶數量肯定要遠遠超過平房。

可以想象，如果采用16納米NAND技術、一塊平面式芯片可以提供128Gb存儲空間的話，那么采用19納米NAND則只能帶來64Gb存儲空間。不過如果是利用四層結構的19納米技術，則單一芯片的存儲空間將達到256Gb，相當于在同等芯片面積前提下實現兩倍于16納米芯片的存儲空間。更進一步講，八層結構的19納米3D芯片的容量總和為512Gb，在其面前128Gb空間的16納米平面單元結構將變得毫無競爭力可言。

以此類推，一塊四層式16納米單元芯片的存儲容量可達512Gb，而八層式芯片更將帶來1024Gb空間，這樣突出的資源優勢使得NAND芯片銷售代表完全能夠在平板設備/智能手機供應商等買家面前占得主導權。

但實際情況不可能如此簡單，這是因為各個層之間需要經由垂直通道將其統一連接到邏輯電路的基礎層。這些連接孔被稱為硅通孔（簡稱TSV）技術，它們會戰勝每個芯片層上的一部分面積。層數越大，我們需要的硅通孔也就越多，因此（根據我們的理解）基礎層當中所需要的邏輯結構也就越復雜。有鑒于此，高層式芯片產品在制造與測試流程中都更加難于打理。

SK海力士自2012年6月開始就在全面生產16納米閃存產品，并于2013年年末推出了第二代方案。如果該公司能夠在其即將推出的3D芯片當中塞進吸引力夠大的單元層數量，那么無疑將在市場上獲得顯著超越平面方案競爭廠商的容量優勢。

該公司還計劃推出自己的閃存控制器，并利用其16納米技術生產三層單元（簡稱TLC）NAND。

備注

感謝尼古拉斯公司總經理Aaron Rakers就海力士發布的評述報告，其中的內容成為這篇文章的撰寫基礎。