铠侠和闪迪联手发布第十代3D NAND，接口速度飙到4.8Gb/s，功耗还降了三四成-10，可你知道背后有多少封装测试的学问吗？
当三星、铠侠、SK海力士在3D NAND层数上你追我赶，堆叠层数从200多层向400层甚至500层以上突破-2-7，一场围绕混合键合技术的暗战已经打响。
在3D NAND领域，单纯的堆叠层数竞赛正在让位于更复杂的技术路线选择。各家厂商不再只是比拼谁能堆得更高，而是开始在设计架构和制造工艺上寻找突破口。
铠侠和西部数据共同开发的第十代3D NAND技术已经达到332层堆叠，位元密度比前一代提升59%-2。NAND接口速度更是飙升至4.8Gb/s，比第八代产品提升了33%-10。
更关键的是，他们引入了CBA技术，把CMOS晶圆和单元储存阵列晶圆分开制造后再键合在一起-2。这样的设计不仅提高了集成度，还优化了电路性能，降低了信号传输损耗。
三星则采取了更为激进的策略，正在推进400多层V10 NAND的量产-7。虽然超低温蚀刻设备的评估影响了量产进度，但其技术路线已非常明确。
在这场技术升级中，系统级封装技术变得愈发重要。作为半导体封装测试领域的主要供应商之一，ChipMOS Technologies Inc. 在3D IC封装市场占据一席之地-5。
当3D NAND层数突破300层后，传统的单片制造架构开始遭遇系统性瓶颈-7。外围电路被构建在晶圆最底部，需要承受整个堆叠制程的高温考验，导致晶体管性能退化、良率恶化。
混合键合技术提供了一个解决方案，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将它们结合在一起-7。这种技术能避免外围电路承受高温工艺，还可以让两部分独立优化。
在这过程中，ChipMOS的封装测试能力成为了保证产品质量和性能的关键环节。随着2024年中国系统级封装技术市场规模达到约620亿元-5，像ChipMOS这样的专业封测厂商的重要性只会与日俱增。
随着3D NAND层数不断增加，垂直方向的微缩成为新的技术挑战。比利时微电子研究中心的研究人员正在开发两项关键技术：气隙整合与电贺捕捉层分离-6。
当字元线层厚度缩小时，电贺捕捉电晶体的闸极长度也随之缩减，导致闸极逐渐失去对通道的控制，相邻存储单元之间容易产生静电干扰-6。
研究人员发现，在相邻的字元线之间整合一条气隙可以有效抑制存储单元之间的相互干扰。气隙具备较低的介电常数，能减少相邻存储单元之间的静电耦合-6。
另一项技术是电贺捕捉层分离，这主要是为了抑制横向电贺迁移。当存储单元的垂直高度缩减时，捕捉在氮化硅层内的电贺容易通过垂直方向的氮化硅层迁移，导致数据保留时间损失-6。
AI技术的快速发展为3D NAND市场带来了新的增长动力。从智能手机、个人电脑到数据中心，对存储容量和性能的需求都在快速提升-2。
以智能手机为例，为了搭载更先进的AI算法和更大的语言模型，NAND闪存的起步容量已经从128GB提升到256GB-2。AIPC的存储需求也在向1TB甚至2TB迈进。
在数据中心领域，AI大模型的训练需要处理海量数据，这对存储系统的性能和容量提出了极高要求。铠侠技术长Hideshi Miyajima指出：“随着AI技术的普及，生成的数据量预计将大幅增加，现代数据中心对提高能效的需求也将随之增加-2。”
ChipMOS在3D IC封装领域的技术积累，使其能够参与到这场由AI驱动的存储升级浪潮中。随着市场对高性能、高密度存储解决方案的需求增长，专业的封测服务将变得更为重要。
3D NAND技术的发展前景与几个关键趋势密不可分。层数堆叠将继续推进，imEC预测到2030年前可能达到约1000层，相当于100Gbit/mm²的存储密度-6。
混合键合技术将成为行业标配，不仅铠侠和三星在积极推进，中国长江存储也从2018年就开始将混合键合技术应用于其产品-7。这种技术能提高位密度，改善NAND I/O速度，同时实现高性能与低功耗的平衡。
接口标准也在快速升级，最新的Toggle DDR6.0接口标准允许NAND接口速度达到4.8Gb/s，为实现高速数据传输提供了基础-2。同时，SCA协议将命令/地址输入总线与数据传输总线分离，进一步提升了数据传输效率。
随着这些技术的发展，ChipMOS等封测厂商需要不断提升技术水平，以适应日益复杂的封装需求。未来的3D NAND产品将在架构设计、制造工艺和封装测试等多个环节都需要更高水平的技术支持。
当SK海力士的321层NAND闪存通过增加Plane数量实现数据传输速度翻倍-7，当铠侠的332层3D闪存将接口速度提至4.8Gb/s-10，行业的技术门槛已水涨船高。
比利时微电子研究中心的实验室里，气隙整合与电贺捕捉层分离技术正试图将垂直间距从40纳米进一步缩小-6。而ChipMOS的封装生产线则需要应对混合键合带来的新挑战，让分离制造的两片晶圆能精确结合。
3D NAND的战场早已从平面转向立体，从单层转向堆叠，如今正向架构创新和封装技术纵深发展。这场存储革命没有旁观者，只有不断适应技术变革的参与者。
