两种新型存储器技术谁更胜一筹？

来源：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产三维（3D）垂直NAND（V-NAND）芯片；接着创业公司Crossbar表示已经创建了一个电阻随机存取存储器（RRAM）芯片的原型。

 

3D NAND将原本建立在一个水平面上的闪存芯片侧放，于是就像微观的存储摩天楼一样，它们并排的堆叠在一起，形成了一个更密集的芯片，这个芯片的写性能是今天2D或平面NAND的两倍，可靠性是2DNAND的十倍。

 

在平面NAND上创建存储数据的硅闪存单元的最密集工艺处于10nm和19nm之间。这到底有多小？用一个简单的例子说明：1纳米是十亿分之一米——人的头发比25nm工艺技术制成的NAND闪存厚3000倍。一英寸有2500万纳米。

 

NAND闪存使用晶体管和要捕获的电荷（也被称为电荷捕获闪存）在硅单元中存储一些数据，而RRAM使用连接硅层的微小导电细丝来表示数据——一个数字1或0。

 

在RRAM中，顶层的硅硝酸盐创建了一个导电电极，底层是绝缘的氧化硅。一个正电荷在两个硅层之间创建了一个细丝连接，代表一个1；负电荷打破这个细丝，创建一个电阻层或一个0。

 

在五年内，这两种存储器中哪一种能够在非易失性存储器市场占有主导地位现在是不能判断的，由于关于多少3D（或可堆叠）NAND闪存可以扩展当前的NAND闪存技术，专家们各有不同看法。一些专家说目前三星的24层会发展到将来的100层；另一些人相信它只有两到三代，这意味着这种技术会在64层左右的时候达到瓶颈。

 

相比之下，RRAM一开始是具有优势。它比NAND更密集，具有更高的性能和耐久性。这说明和NAND闪存制造商使用的硅晶圆相比，RRAM将能够使用其一半大小的硅晶圆。据Crossbar的CEO George Minassian说，最重要的是，目前的闪存制造厂如果转而制造RRAM的话并不需要改变他们的设备。

 

Minassian说：“工厂引入RRAM的工程成本大概花费几百万美元，这在我们计划之中。引入一个新的NAND闪存节点，如从65到45nm节点，也具有相同的成本。”

 

据Crossbar声称其RRAM技术的延迟时间仅有30纳秒。三星的热销闪存840 Pro SSD有0.057毫秒的延迟。1毫秒是千分之一秒，1纳秒是十亿分之一秒——RRAM快了一百万倍。

 

据Minassian说，RRAM本身就能承受10000写擦周期，它比典型消费级MLC（多单元级）NAND闪存能够承受多些，并且没有任何纠错码。ECC用于将今天的MLC NAND闪存升级到企业级闪存卡和固态硬盘（SSD）。

 

实际上，Crossbar希望在两年内RRAM能够大规模生产。Minassian公司已经和汽车工业的一个闪存加工厂达成协议来制造这种芯片，而且马上就会和一个更大的晶圆厂达成协议。

 

Handy说：“硅将尽可能的保持其对新型材料的优势。直到3D NAND开始衰退，像Crossbar的技术才能发挥作用。”

关键词：3D NAND    RRAM


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