回顧3D NAND的發展歷程,其技術演進脈絡清晰可見。從2015-2017年的早期階段(32L-64L),到2018-2020年的規模擴張期(96L-128L),再到2020-2022年的性能擴展期(176L-232L),行業的核心驅動力一直是“增加層數”,以降低成本並提升密度。然而,當技術節點進入2023-2025年的架構轉型期(約250L-320L)並展望2026年及以後的整合時代(400L-500L+)時,物理極限的挑戰日益凸顯。單純的層數堆疊正變得愈發困難且成本高昂。因此,創新的重心發生了根本性轉移。未來的競爭不再僅僅關乎“誰堆得更高”,而是“誰做得更聰明”,包括採用更智能的架構、深化系統整合以及在系統層面進行最佳化,以應對人工智慧、雲端運算和海量資料儲存帶來的爆炸性需求。核心技術驅動力:重新定義“縮放”的內涵在新的時代背景下,“縮放”(Scaling)不再等同於“增加層數”,而是由四大關鍵技術共同驅動:混合鍵合(Hybrid Bonding):這項被譽為“晶圓對晶圓”的技術,將儲存陣列和CMOS邏輯電路分別製造在不同的晶圓上,再進行原子等級的鍵合。這不僅實現了更高的密度和更好的性能,還提升了良率。三星、YMTC等廠商已在其技術路線圖中明確採用此技術。外圍電路置於單元下方(COP):通過將外圍電路移動到儲存陣列的下方或旁邊,可以顯著減小晶片尺寸,並為在200層以上繼續提升擴展效率提供了可能。鎧俠(Kioxia)是此技術的早期採用者。介面與平行性擴展:介面速度正從當前的1,600 MT/s向未來的2,000+ MT/s邁進。同時,通過多平面(Multi-plane)和子平面(Sub-plane)等架構,大幅提升了資料吞吐的平行性。先進刻蝕與工藝創新:製造超過300層的結構,對高深寬比(HAR)刻蝕技術提出了極高要求。低溫刻蝕和新材料的應用,成為保證結構均勻性和提升良率的關鍵。應用驅動分化:TLC與QLC的戰略分道揚鑣隨著應用場景的日益多元化,NAND快閃記憶體技術也呈現出明顯的戰略分化。TLC(三級單元)和QLC(四級單元)正走向不同的發展道路:TLC(性能層):憑藉其在性能、耐久性(中-高)和成本之間的良好平衡,TLC成為對性能要求苛刻場景的首選。其主要應用包括人工智慧(AI)、高性能計算(HPC)、企業級儲存和主流客戶端裝置。QLC(容量層):QLC以犧牲部分性能和耐久性(低)為代價,實現了最低的每位元成本和最高的儲存密度。這使其成為超大規模資料中心、雲端儲存、冷資料歸檔等容量密集型應用的“明確贏家”。未來,儲存也不再是通用性產品,會根據市場做進一步細分。巨頭競速:五大廠商的差異化戰略面對行業變局,全球主要NAND製造商也制定了各具特色的競爭策略:三星:採取“整合+COP”的組合策略,並穩步推進向混合鍵合的過渡,其下一代產品將採用286L的V9 COP技術。鎧俠/威騰電子:堅持其獨有的BiCS技術路線,並較早地採用了CBA(類似COP)架構,下一代產品將推進至218L。美光:以“快速節點跳躍+激進擴展”為策略,計畫在下一代直接跳過400L+世代。SK海力士:專注於“深度垂直擴展”,其4D PUC(類似COP)架構是其核心競爭力,下一代將推出321L產品。長江存儲:以其“架構顛覆”的Xtacking技術聞名,通過晶圓鍵合實現了儲存單元和外圍電路的獨立最佳化,未來規劃指向300L+的多層Xtacking技術。 (銳芯聞)