老张望着手机屏幕上又一次弹出的“存储空间不足”提示,想起十年前那个只能存几十张照片的旧手机,叹了口气按下了清理缓存。
手机相册里的照片从几百张变成几千张、电脑里的工作文件越积越多、游戏体积从几个G膨胀到上百G……全球数据量到2025年预计将达到惊人的175ZB左右-5。

当你以为解决存储问题只能靠删文件和买更大容量设备时,一项名为3D NAND的闪存技术正在背后悄悄改变规则。

存储技术曾长期受困于二维平面限制。在2D NAND时代,增加容量主要靠缩小单元尺寸,就像在一块固定面积的土地上建更小的房子。
但这种方法很快遇到物理极限,单元尺寸小到一定程度后,可靠性和性能急剧下降。
3D NAND的出现改变了游戏规则,英特尔与镁光的合资企业率先研发这项技术,它通过垂直堆叠存储单元,就像把平房改建成高楼大厦-1。
这种技术突破,使存储容量密度大幅提升。与平面NAND相比,基于3D NAND技术的存储设备容量能够提高三倍以上-1。
行业数据更为惊人,从2014到2024年的十年间,3D NAND的存储密度增长了整整30.6倍-8。
英特尔在3D NAND领域的探索起步很早。2016年,公司推出了首款32层堆叠的3D NAND产品,到2021年已经发展到144层堆叠-5。
但层数堆叠只是英特尔技术蓝图的一部分。
英特尔的技术专家坦言:“容量密度提升光靠NAND层数的堆叠是远远不够的。”层数增加会对生产工艺和周期带来很大挑战-5。
英特尔采取的是一种多维度策略。公司开发了浮栅技术,可以在更小的面积上存放更多的存储单元,相比替代技术,面密度最高可提升10%-6。
英特尔还推动了每单元位数的发展,从SLC(1bit/单元)到MLC(2bit/单元),再到TLC(3bit/单元)和QLC(4bit/单元)。
别看这些术语很技术化,它们直接关系到你手中设备的存储能力和价格。QLC技术相比TLC能使存储密度再提高33%-8。
对企业用户来说,存储设备的性能、可靠性和成本之间的平衡是永恒挑战。
英特尔推出的基于Intel 3D NAND Flash的D5-P5316固态硬盘就瞄准了这一市场。这款产品堆叠层数达到144层,容量最高达30.72TB-6。
特别值得一提的是,虽然采用QLC技术,但它的擦写次数超过3000次,耐久性相比其他QLC固态硬盘提高了四倍-6。
英特尔NAND产品与解决方案事业部亚太区销售总监倪锦峰解释说:“行业里80%以上的SSD的实际使用写入量都远低于标称值。”-5
这意味着即使QLC的标称擦写次数较低,也能满足绝大多数实际应用场景。
进入2023年后,原英特尔的NAND业务部门以Solidigm品牌继续推进产品创新。其D7系列企业级SSD在云存储工作负载中,响应时间比前代产品提升了近11%-2。
3D NAND技术发展至300层以上后,面临着诸多技术瓶颈。字线电阻增加、单元间电干扰加剧、工艺步骤增多-8。
传统四大技术路径——“高层化”、“多值化”、“布局变更”和“微细化”——都逐渐接近极限-8。
以“多值化”为例,从SLC到MLC,存储密度翻倍;但从TLC到QLC,增长只有33%。再到PLC(5bit/单元),阈值电压阶数将达32阶,技术难度呈指数级增长-8。
英特尔等公司正在探索创新解决方案。采用浮栅技术而非电荷捕获技术来缓解阈值电压裕度下降的问题,考虑将存储单元阵列和CMOS外围电路分开制造再通过混合键合集成-8。
全球3D NAND市场正在经历快速扩张。2025年全球市场规模预计将达到2446.61亿元人民币,其中中国市场占603.58亿元-3。
这个市场的年复合增长率高达36.53%-3,各大厂商正在进行激烈竞争。
铠侠计划在2027年实现1000层3D NAND技术-4,英特尔则在5bit/单元(PLC)技术上已取得原型进展-8。
中国企业在全球3D NAND市场中占有重要地位。中国市场的主要参与者包括多家国内外企业,如英特尔、东芝、SK海力士、美光科技等-3。
区域发展方面,华东、华南、华北和华中地区形成了各具特色的产业布局-3。
东芝和西部数据正联手开发低延迟3D NAND, 目标直指英特尔傲腾-10。而英特尔在2024年原型展示的PLC技术,每个硅片存储容量已达1.67Tbit,创下纪录-8。
你的下一台设备可能不再需要你在价格和容量间艰难抉择。当3D NAND堆叠突破千层大关时,个人设备拥有数百TB存储空间,或许不再是遥远的科幻情节。