SK Hynix 探索超低温技术,开启400层以上3D NAND制造新时代

随着存储技术的飞速发展,SK Hynix作为韩国存储巨头,正以前沿的制造技术引领行业变革。据韩国媒体TheElec独家报道,SK Hynix正积极研究在超低温条件下生产3D NAND闪存的可能性,此举有望助力其下一代产品突破400层的技术瓶颈,开启存储密度的新篇章。

超低温技术:挑战与突破

传统3D NAND制造工艺通常在室温(0~30°C)条件下进行,而SK Hynix此次携手东京电子(TEL)尝试的是一种革命性的低温蚀刻技术。TEL最新研发的蚀刻设备能够在-70°C的极端低温下实现高速蚀刻,这一创新突破了现有技术的局限,为更高层数的3D NAND制造铺平道路。

高效与环保并进

TEL官方发布的新闻稿中提到,其最前沿的记忆通道孔蚀刻技术可以在短短33分钟内完成10微米深、高宽比的蚀刻,相较于以往技术,这一过程不仅效率显著提升,而且全球变暖潜能值降低了84%,彰显了技术创新与环境保护的双重价值。

层叠结构的优化挑战

3D NAND的制造难点之一在于深通道孔的均匀蚀刻,随着堆叠层数的增加,这一挑战愈发艰巨。SK Hynix原本计划采用三重堆叠结构来生产321层的NAND,但在超低温蚀刻技术的加持下,即使在较少的堆叠层数下,未来生产超过400层的3D NAND也成为可能。这意味着,通过简化制造流程,不仅可以提升生产效率,还能有效降低成本。

单/双层堆叠结构的灵活选择

SK Hynix的目标直指400层以上的3D NAND产品,而最终采用单层还是双层堆叠结构,则将依据芯片的实际性能测试结果来决定。超低温蚀刻技术的应用,不仅解决了垂直孔蚀刻的均匀性难题,也为存储制造商提供了更灵活的结构设计空间,进一步推动了高密度存储技术的边界。

结语

SK Hynix与TEL的合作,不仅预示着3D NAND技术的新飞跃,也展示了在追求极致存储密度的同时,如何通过技术创新实现能效与环保的和谐统一。随着超低温蚀刻技术的不断成熟与应用,未来的存储市场将迎来更加高效、环保且成本优化的3D NAND产品,为大数据时代的数据存储提供强有力的支持。这不仅是SK Hynix的一次技术探索,更是整个存储行业向更高技术高峰攀登的重要一步。

除了SK Hynix在超低温条件下探索3D NAND制造的前沿尝试外,其他主要NAND闪存厂商也在不断推进技术创新,以应对日益增长的存储需求和市场竞争。以下是一些关键厂商及其最近的动态和研究方向:

三星电子(Samsung Electronics)

作为全球领先的NAND闪存供应商,三星在3D NAND技术方面一直处于领先地位。三星不仅率先推出了多层堆叠的V-NAND技术,还在持续增加堆叠层数,目前其最新的产品已达到100+层。三星的研究重点包括提升堆栈层数、降低制造成本、提高存储密度以及增强数据传输速度。此外,三星还在探索使用新材料(如替代栅极材料)和新架构(如Gate-All-Around GAA技术)以进一步优化3D NAND性能。

东芝(Toshiba)/铠侠(Kioxia,原东芝存储器)

东芝(现铠侠)是另一家重要的NAND闪存制造商,同样致力于3D NAND技术的开发。铠侠在高层数3D NAND技术上不断取得进展,其BiCS(Bit Cost Scaling)技术是其主打的3D NAND架构,通过增加堆叠层数来降低成本。铠侠还关注于提升产品可靠性、降低能耗以及提高I/O速度,尤其是在企业级SSD应用上。此外,铠侠对QLC(Quad-Level Cell)技术进行了深入研究,以提升存储密度。

美光科技(Micron Technology)

美光科技在NAND闪存领域也是重要的玩家,其致力于推动3D NAND技术的演进,包括提高层数、优化读写速度和延长产品寿命。美光关注于将QLC NAND技术应用于消费级和企业级市场,以满足大数据和云计算的需求。同时,美光在研究如何通过先进的制造工艺(如CMOS Under Array, CuA)来提升存储芯片的集成度和降低成本。

西部数据(Western Digital)

西部数据通过与铠侠的合作,在3D NAND技术上不断推陈出新。其重点研究方向包括提高存储密度、优化制造工艺、降低成本以及开发新的存储解决方案,如ZNS(Zoned Namespace)SSD,旨在提升数据中心的效率。西部数据同样致力于提升QLC产品的市场份额,同时在企业级市场推广其OptiNAND技术,结合iNAND UFS和NVMe SSD,以提供更高的性能和容量。

海力士(SK Hynix)

除了前面提到的超低温蚀刻技术,SK Hynix还积极探索其他先进技术,如HKMG(High-K Metal Gate)工艺在NAND生产中的应用,以减少泄漏电流,提高能源效率。海力士也在不断提高其3D NAND的层数,并在QLC和PLC(Penta-Level Cell)技术上进行投资,以追求更高的存储密度。

综上所述,各大NAND闪存厂商都在竞相通过技术创新来提升产品竞争力,包括增加3D NAND的堆叠层数、引入新材料和新架构、优化存储密度和性能,以及降低生产成本。随着技术的不断进步,NAND闪存行业正朝着更高性能、更低功耗、更大容量的方向快速发展。

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