SK海力士刚宣布321层芯片量产计划，铠侠和闪迪的332层技术工厂已准备就绪，一场关于3D NAND量产的技术军备竞赛悄然打响。
当三星还在评估超低温蚀刻设备，为量产400多层V10 NAND做准备时-2，SK海力士已经率先宣布开始量产321层QLC芯片-1。
在同一时间线上，铠侠与闪迪合资的日本北上Fab2工厂已投入运营，计划在2026年上半年量产332层3D NAND闪存-3-6。
存储行业正在经历一场静悄悄的革命。SK海力士宣布量产全球首个超过300层的QLC 2Tb芯片-1。
这些芯片采用6平面设计，相比目前普遍的4平面设计，能提供更强的并行处理能力。根据官方数据，新产品使数据传输速度提升了一倍，写入速度提高了56%，读取性能提升18%，而写入功耗效率更是改善了超过23%-1。
“随着3D NAND量产的开始，我们显著增强了大容量产品组合并确保了成本竞争力。”SK海力士NAND开发负责人郑宇表示-1。
铠侠和闪迪的进度也不遑多让。这两家公司联合开发的332层3D NAND技术，将单位面积的存储容量提高了59%，数据传输速度改善33%，同时能耗也有所降低-6。
要理解3D NAND量产为何如此艰难，就得明白这些芯片是怎么造出来的。想象一下，把几百层楼高的建筑竖起来，但每层楼只有几十纳米薄——这就是3D NAND芯片的制造挑战。
随着层数突破300层，传统制造架构遭遇了系统性瓶颈。在传统PUC（单元下外围电路）架构中，外围电路位于晶圆最底部，必须承受整个堆叠过程的高温考验-2。
长期暴露在高温中会导致晶体管性能退化、良率恶化，可靠性问题日益突出-2。混合键合技术被业界视为解决这一难题的关键方案。
这种技术将存储单元晶圆和外围电路晶圆分别制造，然后通过纳米级精度的对准和键合技术，将它们像单片晶圆一样结合在一起-2。
有意思的是，混合键合原本被业界认为会在400层之后才会启动，而SK海力士已决定在300层节点提前导入这项技术-2。长江存储更是从2018年就开始将类似的Xtacking混合键合技术应用于64层NAND-2。
要把几百层结构堆叠起来，还面临着一个制造难题：垂直间距微缩。简单说，就是如何在有限的堆叠高度内塞进更多的存储层。
imec研究人员指出，随着字元线厚度的不断缩小，电荷捕捉晶体管的闸极长度也随之缩减。闸极逐渐失去对通道的控制，导致相邻的记忆单元之间容易产生静电耦合-4。
这就好比在越来越薄的楼层之间，隔音效果会变差一样。
目前，研究人员正在尝试在相邻的字元线之间整合一条气隙来抑制记忆单元之间的相互干扰。相对于传统的硅氧化物介电层，气隙具备较低的介电常数，可以减少相邻记忆单元之间的静电耦合-4。
imec已经开发出一套独特的整合方案，能够以可控的方式在字元线之间形成气隙-4。这一技术突破为未来更高层数的3D NAND量产提供了可能。
AI浪潮成为了3D NAND量产加速的直接推手。随着企业级SSD需求的爆发式增长，NAND厂商必须快速提升产能和技术水平-2。
OpenAI的GPT-4由近2万亿个参数构建，基于约13万亿个标记进行训练，未来版本预计规模还将扩大数倍-2。这种爆炸式的数据需求，直接拉动了企业级SSD和数据中心存储市场的快速增长。
SK海力士透露，公司今年上半年还在囤积NAND库存，但下半年由于企业级SSD需求激增，工厂已接近满负荷运转-2。
不同于消费级市场，企业级应用对NAND的要求更加苛刻：需要更高的容量密度、更快的接口速度、更低的功耗和更好的可靠性-2。
铠侠和西部数据联合开发的332层3D闪存，接口速度达到4.8Gb/s，就是为了满足数据中心和高性能计算市场对速度和容量的双重需求-2。
2026年将是3D NAND量产的关键年份。各大厂商都调整了自己的产能计划，但整体上采取了审慎的扩张策略。
据行业分析，2026年NAND闪存的资本支出将小幅增至222亿美元，增幅约5%-7。这些投入主要用于制程微缩和3D堆叠层数提升，对实际产能增长的拉动作用有限-7。
铠侠计划使用今年9月投产的北上工厂第二厂房生产332层NAND闪存-6。该公司采取了双管齐下的战略，一方面开发和生产高性能、低成本的芯片，另一方面开发和生产层数更多的大容量芯片-9。
三星正在全力冲刺400多层的V10 NAND，其采用的混合键合外围单元架构已经完成技术验证-2。尽管量产进度受到超低温蚀刻设备评估等因素影响，但这一架构的技术优势已经得到验证-2。
在这场竞争中，长江存储展现了独特的优势。从2018年就开始将名为Xtacking的混合键合技术应用于64层NAND，这种起步即采用先进架构的策略，让其反而在工艺成熟度上领跑了一段时间-2。
当SK海力士的321层芯片开始装船发货，铠侠332层产品从日本北上工厂下线，三星的400层芯片终于突破量产瓶颈。存储芯片的层数竞赛，已经从实验室里的技术参数，变成了装配线上实实在在的3D NAND量产较量。
普通消费者手中的智能手机，明年可能会用上堆叠层数超过300的闪存芯片；数据中心里训练AI大模型的服务器，将装配单片容量超过2Tb的存储模块。
这些薄如蝉翼却容纳数百层结构的芯片，正悄悄推动着数字世界的下一次跃进。
对于大多数用户而言，关注实际使用需求比盲目追求技术参数更为明智。如果你只是日常办公、上网，那么市场上主流的200层左右3D NAND产品已经足够，性价比更高。若是从事视频编辑、大型游戏或AI应用开发，可以考虑采用更先进层数技术的产品，它们通常在写入速度和功耗表现上有优势。
留意产品的TBW（总写入字节数）和保修政策，这通常能反映产品的耐用性。最新技术不一定总是最合适的选择——刚刚量产的尖端产品可能价格昂贵，而上一代成熟技术往往在稳定性和价格方面更有优势-1-7。
这是一个很好的问题。随着层数增加，制造商确实面临着更多的技术挑战，但也开发了相应的解决方案。混合键合技术就是为了解决高层数堆叠带来的可靠性问题而诞生的-2。
通过将存储单元和外围电路分开制造，这项技术可以避免外围电路长时间暴露在堆叠过程的高温中，从而提高了整体可靠性-2。
厂商还会通过严格的测试和筛选流程来确保产品质量。事实上，随着工艺成熟，高层数3D NAND的良率正在不断提高，有些已经超过90%-10。
AI应用，特别是大模型训练，对存储提出了前所未有的要求：需要极高的容量、极快的速度和极低的延迟。
为了满足这些需求，新一代3D NAND产品不仅增加了层数，还提升了接口速度。例如，铠侠的332层产品支持4.8Gbps的I/O接口速率-8，而三星的400多层V10 NAND接口速度更是达到5.6 GT/s-2。
AI工作负载往往需要长时间高强度的数据读写，因此功耗效率变得尤为重要。新型3D NAND在这方面也有显著改进，如SK海力士321层产品的写入功耗效率改善了23%以上-1。
这些技术进步共同推动了存储产品能够更好地服务于AI时代的数据处理需求。
