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美光,停止研發第十代NAND

美股艾大叔
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AI速讀
半導體龍頭美光(Micron)近日傳出決定停止研發第十代 NAND 快閃記憶體。此舉顯示美光在面對記憶體技術競爭時,已將重點從單純的層數競賽轉向成本效益的平衡。業界分析認為,這反映了在極高層數的研發投入下,邊際收益遞減,美光試圖透過調整技術路線圖以維持市場競爭力並確保獲利能力。

美光科技正在加速推進其 3D-NAND 技術路線圖,直接跨越一代,以更快地提供更大的晶片容量、更快的速度和更高的能源效率。

該公司目前正在出貨其第九代G9快閃記憶體,該快閃記憶體擁有276層。首款採用該技術的產品 ——2650客戶端固態硬碟——已於2024年7月發佈。10月21日,美光在其投資者關係網站上舉辦了一場技術和產品網路研討會。其總裁兼首席 技術和產品官斯科特·德博爾(Scott DeBoer)在會上探討了美光的 技術基礎、多代產品路線圖、客戶協同設計以及在DRAM、HBM和NAND領域的長期研發戰略。

德博爾在NAND快閃記憶體部分表示:“我們的第九代NAND快閃記憶體一直處於非常強勢的地位,而第十一代NAND快閃記憶體將進一步鞏固這一領先地位。這是一次意義重大的飛躍。我們對這種記憶體器進行了最佳化。事實上,我們特意回溯並最佳化了這種記憶體器,使其能夠更好地服務於未來的AI產品,這也是我們從第九代升級到第十一代的原因。與以往任何NAND快閃記憶體相比,這一工藝節點都帶來了顯著的改進。”

與 G9 相比,G11 的位元密度提高了一倍,I/O 速度提高了 1.5 倍,傳輸一個位元所需的能量減少了 25%。

德博爾表示:“這項G11技術是世界上最先進的NAND快閃記憶體技術。它將於明年下半年開始量產。此外,它基於晶圓對晶圓鍵合技術……我們將達到400層以上,明年臨近發佈日期時,我們會公佈更多細節。”

他還討論了未來可能採用G11 3D NAND技術的NAND產品。其中一項是 速度更快、塊尺寸更小的固態硬碟,可實現更高的IOPS。另一項是頻寬更高的固態硬碟,其堆疊層通過矽通孔(TSV)連接到基片,類似於高頻寬記憶體(HBM),並同樣放置在加速處理器(GPU)旁邊。

德博爾表示:“這裡主要有兩個重點領域。一是高IOPS的AI級NAND快閃記憶體,它採用基於SLC的設計,以小模組的形式實現,旨在打造超高速記憶體產品。這是滿足這裡提到的幾個新興應用場景的關鍵所在,也是美光未來幾年將這些產品推向市場的主要方向。另一方面,我們還在開發高頻寬的AI級NAND快閃記憶體,以滿足其他新興應用場景的需求。這些產品最終成本更高,需要與客戶合作開發,以確保它們能夠達到預期目標,並控製成本,從而提升產品的價值主張。”

高頻寬 NAND 不會像 HBM 那樣放置在加速器的海岸線上,“因為我們認為這樣做沒有意義,而是放置在更靠近計算本身的位置,以便利用這種高性能 NAND,並且這種路徑是可行的。”

他沒有提及閃迪和SK海力士正在推廣的非常相似的高頻寬快閃記憶體(HBF)技術。這兩種技術都在基礎邏輯晶片或控製器晶片上方堆疊了多層3D-NAND晶片,並通過可能/很可能使用中介層與附近的加速器連接。

高IOPS固態硬碟的IOPS值將在2500萬到1億之間,而下一代固態硬碟的容量可達512TB。與高頻寬AI級NAND快閃記憶體一樣,高IOPS NAND快閃記憶體也將靠近加速器放置。

DeBoer 還提到,未來美光 AI 級 NAND 快閃記憶體將應用於 AI PC 和工作站、汽車、機器人、移動和可穿戴產品。

法國巴黎銀行股票研究高級分析師卡爾·阿克曼(Karl Ackerman)告訴訂閱使用者,美光的HBM路線圖涵蓋HBM6,vHBM和vEIM將於2028年開始量產:“美光指出,HBM4 36GB 12層高位快閃記憶體已於2026年3月進入量產階段,HBM4E目前正在向主要客戶提供樣品。該公司計畫在2027年實現HBM4E的量產,2028年實現HBM5的量產,2029年實現HBM5E的量產, 2030年實現HBM6的量產。”

此外,美光還發佈了垂直堆疊式HBM(vHBM)技術,該技術將DRAM堆疊直接置於處理器上方而非其旁邊,從而提供比傳統HBM更高的頻寬。但缺點是這會阻礙處理器的散熱, 因此我們預計vHBM將與傳統HBM配合使用。同時,垂直邊緣推理記憶體器(vEIM)將相同的堆疊結構應用於邊緣器件,將低功耗LPDDR置於邏輯晶片上方。美光的第一代 vEIM目標是在低於1 pJ/bit的功耗下實現2TB/s的頻寬(這種方法與d-Matrix的開創性技術類似)。這兩條新產品線均計畫於2028年實現量產,並在2030年前推出三代產品。

此外:“美光最初採用自主研發的CMOS工藝製造HBM4基礎晶片,而競爭對手則轉向代工廠生產的晶片。然而,HBM4E的速度和功耗目標需要更先進的CMOS工藝,因此美光現在也開始轉向代工廠生產的晶片。HBM4E也是美光首次在提供符合JEDEC標準的產品的同時,也提供定製HBM產品,我們認為輝達的NVHBM也包含在內。對於定製產品,美光與客戶共同設計基礎晶片,將客戶的邏輯IP與美光的記憶體IP整合在一起。”

美光似乎開始養成跳過幾代3D NAND快閃記憶體的習慣:

第一代 - 32層

第二代 - 64 層

第三代 - 96層

第四代 - 128 層

第五代 - 176 層

第六代晶片——2022年底將達到232層——2024年11月正式命名為G8。

第七代 - 276層 - 外部品牌為G9

第八代——計畫採用300多層結構,外部品牌為G10,但於2026年10月放棄。

第 9 代 - 計畫 400 多層,外部品牌為 G11,2026 年 10 月。

我們認為這是市場行銷策略,是對三星推出 V9、10 和 11 代產品,SK 海力士推出 V9、10 和 11 代產品,以及閃迪/鎧俠推出 BiCS 9、10 和 11 代產品的回應。

根據Imec的說法, 晶圓對晶圓 (WoW 或 W2W) 鍵合 是一種半導體 3D 整合技術,其中兩個(或多個)完全加工的矽晶圓對齊並鍵合在一起,形成完整的晶圓,之後將鍵合後的堆疊切割成單個多晶片。(半導體行業觀察)