兩種新型存儲器技術誰更勝一籌？

來源：宇芯有限公司 日期：2018-03-26 14:34:51

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三星宣布其正在批量生產三維（3D）垂直NAND（V-NAND）芯片；接著創(chuàng)業(yè)公司Crossbar表示已經創(chuàng)建了一個電阻隨機存取存儲器（RRAM）芯片的原型。

 

3D NAND將原本建立在一個水平面上的閃存芯片側放，于是就像微觀的存儲摩天樓一樣，它們并排的堆疊在一起，形成了一個更密集的芯片，這個芯片的寫性能是今天2D或平面NAND的兩倍，可靠性是2DNAND的十倍。

 

在平面NAND上創(chuàng)建存儲數據的硅閃存單元的最密集工藝處于10nm和19nm之間。這到底有多?。坑靡粋€簡單的例子說明：1納米是十億分之一米——人的頭發(fā)比25nm工藝技術制成的NAND閃存厚3000倍。一英寸有2500萬納米。

 

NAND閃存使用晶體管和要捕獲的電荷（也被稱為電荷捕獲閃存）在硅單元中存儲一些數據，而RRAM使用連接硅層的微小導電細絲來表示數據——一個數字1或0。

 

在RRAM中，頂層的硅硝酸鹽創(chuàng)建了一個導電電極，底層是絕緣的氧化硅。一個正電荷在兩個硅層之間創(chuàng)建了一個細絲連接，代表一個1；負電荷打破這個細絲，創(chuàng)建一個電阻層或一個0。

 

在五年內，這兩種存儲器中哪一種能夠在非易失性存儲器市場占有主導地位現在是不能判斷的，由于關于多少3D（或可堆疊）NAND閃存可以擴展當前的NAND閃存技術，專家們各有不同看法。一些專家說目前三星的24層會發(fā)展到將來的100層；另一些人相信它只有兩到三代，這意味著這種技術會在64層左右的時候達到瓶頸。

 

相比之下，RRAM一開始是具有優(yōu)勢。它比NAND更密集，具有更高的性能和耐久性。這說明和NAND閃存制造商使用的硅晶圓相比，RRAM將能夠使用其一半大小的硅晶圓。據Crossbar的CEO George Minassian說，最重要的是，目前的閃存制造廠如果轉而制造RRAM的話并不需要改變他們的設備。

 

Minassian說：“工廠引入RRAM的工程成本大概花費幾百萬美元，這在我們計劃之中。引入一個新的NAND閃存節(jié)點，如從65到45nm節(jié)點，也具有相同的成本。”

 

據Crossbar聲稱其RRAM技術的延遲時間僅有30納秒。三星的熱銷閃存840 Pro SSD有0.057毫秒的延遲。1毫秒是千分之一秒，1納秒是十億分之一秒——RRAM快了一百萬倍。

 

據Minassian說，RRAM本身就能承受10000寫擦周期，它比典型消費級MLC（多單元級）NAND閃存能夠承受多些，并且沒有任何糾錯碼。ECC用于將今天的MLC NAND閃存升級到企業(yè)級閃存卡和固態(tài)硬盤（SSD）。

 

實際上，Crossbar希望在兩年內RRAM能夠大規(guī)模生產。Minassian公司已經和汽車工業(yè)的一個閃存加工廠達成協議來制造這種芯片，而且馬上就會和一個更大的晶圓廠達成協議。

 

Handy說：“硅將盡可能的保持其對新型材料的優(yōu)勢。直到3D NAND開始衰退，像Crossbar的技術才能發(fā)揮作用。”

關鍵詞：3D NAND    RRAM


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