Western Digital(WD)記憶體技術執行副總裁Siva Sivaram日前指出,64層堆疊的3D NAND正跨越較平面NAND更具成本效益的門檻。

在最近接受《EE Times》的訪問中,Siva Sivaram將64層3D NAND定義為一種「開創性技術」(seminal technology),可望應用於WD逾50種產品線。他預計今年WD約有一半的產品線都將採用3D NAND,其中有75%都是64層3D NAND。「我們認為64層是最具有2D NAND成本競爭力的起點。」

WD日前發佈據稱是首款採用64層3D NAND技術打造的客戶端固態硬碟(SSD)。WD Blue 3D NAND SATA SSD針對的是DIY玩家愛好者、經銷商和系統製造商,而SanDisk Ultra 3D SSD則針對想要提升PC效能的遊戲與創意玩家。Sivaram說,64層3D NAND最初主要應用在高階消費裝置,並將逐漸擴展至下游的行動裝置與嵌入式系統,最後才是企業應用。Sivaram說:「企業需要更長的時間才會開始導入。」

20170621_WD_NT01P1 WD認為64層3D NAND將從遊戲與繪圖密集型PC用SSD等高階消費裝置應用開始,逐漸擴展至廣泛的產品應用

對於WD而言,64層3D NAND目前已經比其最佳的2D NAND更便宜了。 Sivaram表示:「雖然不是每一家廠商都能做到64層3D NAND,但大家的進度都很快。」WD已經為其零售市場限量生產了48層3D NAND,但該技術尚稱不上是成熟的節點,而32層也只是在內部實現,「這是一個必經的學習步驟,」他說。

他說,15nm 2D NAND「極其仰賴」微影技術。「而當你採用開始製造3D NAND,線距會變得較寬鬆,就不會像15nm那樣仰賴微影技術了。」

然而,以所需要的新工具以及製造技術的觀點來看,3D NAND仍十分昂貴。Sivaram表示,64層恰好位於獲得更多位元以平衡成本增加的交叉點。「但即使是64層,每單元3位元是基本要求,」他說,「只要恰當地以每單元3位元打造,就會比其他架構更便宜。」

Sivaram表示,64層3D NAND將在未來18個月內成為市場主流。他並指出,WD自去年此時即已開始提供樣品了。不過,他並不願討論WD與東芝(Toshiba)之間不確定的未來關係是否會影響其3D NAND的生產,也未詳細說明公司在64層3D NAND之後的開發藍圖。

Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示,3D NAND的下一步可能就是字串堆疊(string stacking)。這是指將單獨的3D NAND元件彼此層層堆疊在一起,而無論它是32、48或64層,均共同打造96或128層的堆疊。他說,「理論上,它可能需要64層的倍數,但目前還不知道能達到什麼程度。」

Handy說,隨著堆疊的層數增加,深寬比也是如此,因而使得準確蝕刻通孔變得更加困難。Sivaram說:「此外,還有其他的問題,但深寬比的問題才真正令人煩惱。」

String stacking技術則可實現一連串深寬比為60的通孔,取代單個120或240深寬比的通孔。「每個人都想知道的是何時才具有足夠的經濟效益,得以從3D NAND過渡到其他替代技術。」

自從SanDisk說ReRAM將在三個世代後取代NAND,時間已經過了近十年。Handy補充說:「但如今每個人都在出貨第三代3D NAND,並出樣第四代產品。3D NAND存在的時間可能比原先的預期更長久。」

20170621_WD_NT01P2 16nm 128Gb TLC平面NAND以及32層TLC 384Gb 3D NAND的比較 (來源:Objective Analysis)

層數增加的速度也比預期的更快。「尤其是低層數元件無法符合成本目標的事實,讓層數增加速度更快。3D NAND的重點就在於它應該比平面更便宜,而較低層數的元件則否。」Handy指出,WD和美光(Micron)積極投入生產顯示,他們已為其3D NAND創造了獲利途徑。而三星(Samsung)是否採用與WD、美光一樣的技術打造其 3D NAND,目前並不得而知。

Handy預測,大約要到2018年中期,3D NAND才能真正達到成本和量產目標。「多年來,我們一直這麼認為。但3D NAND仍然未能實現其成本目標,也還不足以進行量產。預計還得等到更有利可圖才行。」

此外,Handy認為,即使東芝3D NAND業務的所有權變化,也不會改變太多的市場樣貌。「儘管名稱改變了,但市場上仍然是那些廠商。」無論如何,WD仍將採用SanDisk/東芝的技術製造快閃記憶體,「問題在於誰將從中獲利?」

編譯:Susan Hong

(參考原文:64 Layers is 3D NAND's Sweet Spot,by Gary Hilson)