由于企業(yè)存儲對可靠性、延遲、容量、成本等有了更高的要求，閃存的表現(xiàn)成為企業(yè)正在關(guān)注的新選擇。然而，閃存的進一步發(fā)展遇到了可靠性和容量等發(fā)展瓶頸，這使閃存在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的生命周期受到挑戰(zhàn)。但存儲科技正在從兩個方向通過新的思路突破這些瓶頸，如在不在盲目追求制程縮小的情況下提高存儲容量，或是發(fā)展存儲單元堆疊的3D NAND。

企業(yè)級TLC NAND的落地

一直以來，NAND的發(fā)展在遵循著摩爾定律，NAND的支撐不斷在縮小。從2013年，NAND納米制程技術(shù)由2Y nm全面轉(zhuǎn)進1X nm等級，并于去年全面普及了1X nm，正在朝著10nm以內(nèi)的目標邁進。制程不斷縮小的好處顯而易見，、在同樣的芯片面積上存儲單元的密度增加一倍，就相當于每個存儲單元成本下降50%。

從制造工藝技術(shù)上來說，制程的縮小對于每一家廠商都是不小的挑戰(zhàn)。需要生產(chǎn)更小制程的NAND產(chǎn)品，就需要投入新的技術(shù)，如輔助的兩次圖形曝光技術(shù)、極遠紫外光刻(EUV)技術(shù)。但從新技術(shù)的投入到合格產(chǎn)品的量產(chǎn)之間要經(jīng)歷復雜的過程，工藝周期較長。為此，NAND廠商們的產(chǎn)品換代都是循序漸漸地。例如，三星從19nm為基礎逐步過渡到16nm技術(shù)，東芝閃迪先提高19×24nm制程技術(shù)后才轉(zhuǎn)進19×19nm制程技術(shù)。

然而，當制造工藝技術(shù)需要向更小的制程發(fā)展時，存儲廠商們的更大的挑戰(zhàn)發(fā)生了轉(zhuǎn)移。制程的縮小意味著同樣容量的存儲單元需要占用更少的面積，各個存儲單元之間受溫度、電子、信號等抗干擾性要求就要增強。尤其是從單一存儲單元僅有一位(bit)的SLC NAND發(fā)展到單一存儲單元僅有三位TLC NAND時，在更小的面積里，存儲單元之間的干擾問題變得更加嚴重。除此之外，存儲控制器對 TLC的狀態(tài)檢測也變得更加不容易。TLC芯片雖然儲存容量變大，成本低廉許多，但因為如上各種原因在壽命、效能等方面大打折扣。所以，當前企業(yè)級NAND較少進入使用TLC顆粒階段。

不過，TLC NAND發(fā)展是大勢所趨，三星、英特爾等均以表示會在未來兩年將企業(yè)級TLC NAND落地。　　3D NAND上的角力

 在力圖將企業(yè)級TLC NAND落地的同時，廠商們也在尋求新的技術(shù)突破來破解企業(yè)閃存發(fā)展瓶頸，延長閃存生命周期。這個方向就是3D NAND技術(shù)。傳統(tǒng)的NAND技術(shù)是2D的平面技術(shù)，而3D NAND技術(shù)是將存儲單元的堆疊技術(shù)

在現(xiàn)有存儲廠商中實現(xiàn)3D NAND技術(shù)的廠家并不多，主要以三星、英特爾美光、東芝閃迪為主要陣營。其中三星在3D NAND技術(shù)上的發(fā)展較為領先。去年，三星已經(jīng)有了自己的3D NAND第二代技術(shù)，并在今年初簽下了谷歌數(shù)據(jù)中心大單。而最近，英特爾攜手美光、東芝聯(lián)合閃迪，相繼發(fā)布了3D NAND制程技術(shù)的最新進度。預計，東芝閃迪的3D NAND將會在2016年大批量生產(chǎn)，英特爾美光的最新3D NAND會在今年第四季度全面投產(chǎn)，到時企業(yè)數(shù)據(jù)中心就會有更多選擇。

3D NAND技術(shù)采用不同于傳統(tǒng)NAND閃存的排列方式。以三星為例，三星通過改進型的Charge Trap Flash 技術(shù)，在一個3D的空間內(nèi)垂直互連各個層面的存儲單元，使得在同樣的平面內(nèi)獲得更多的存儲空間。從平面到立體，并不是個簡單的存儲芯片堆積過程，而是在同一芯片內(nèi)堆積存儲單元。所以，3D NAND制造采用了更大制程的閃存顆粒，如48nm、28nm等。

2D閃存達到一定密度后，電荷存儲能力會大大下降，相鄰閃存單元的干擾也會非常嚴重，無法進一步提升，為此傳統(tǒng)的閃存編程分為三個階段：器件插入印刷電路板(PCB) 之前的預編程、閃存器件安裝到PCB上之后對其進行編程、使用PCB上的JTAG兼容器件進行編程。這個過程相當復雜，但是為更精確地控制電荷電量只好如此。3D V-NAND的制造優(yōu)勢之一就是沒有傳統(tǒng)2D閃存這些問題，無需進行多階段控制，如三星通過HSP技術(shù)將多階段編程過程整合為一個，閃存編程時間大為減少。

相對于使用TLC顆粒，企業(yè)級閃存采用3D結(jié)構(gòu)更容易實現(xiàn)閃存壽命的延長。因此，在企業(yè)級閃存市場，廠商們在3D NAND技術(shù)上會比TLC NAND更先發(fā)力。如去年年初三星在研發(fā)企業(yè)級閃存TLC NADN時，已經(jīng)開始投資3D NAND的量產(chǎn)計劃。但是可以預見，3D NAND技術(shù)與企業(yè)級TLC閃存在更小的制程上終將會實現(xiàn)融合。