看着手机里“存储空间不足”的提示,你默默打开相册开始筛选哪些照片可以删除,心里盘算着要不要花高价买更大容量的手机版本——这种窘境可能很快会成为历史。

全球智能手机用户每天通过手机进行在线支付、社交聊天、观看4K视频等活动,产生的数据量惊人-1。短短一小时的4K超高清视频就需要约21.9GB的存储空间,而慢动作视频需要的存储容量更是标准视频的八倍-1

在过去的几年里,手机制造商一直努力提高存储容量,但2D NAND技术已经达到了极限。当平面存储无法继续扩张时,工程师们开始向上发展,这就是3D NAND技术诞生的背景。


01 平面到立体

2D NAND技术就像是单层停车场,车辆只能水平排列。几十年来,闪存一直基于这种二维平面技术,存储单元在物理空间中水平布置,受到半导体芯片的“x”和“y”边界限制-1

这项技术已经达到了实际的规模限制,想继续增加存储容量变得越来越困难。这时候,3D NAND就像是从平面停车场变成了多层立体车库

这种创新工艺架构将存储单元移动到第三维空间,在各个层面上进行垂直堆叠,就像摩天大楼的各个楼层一样-1。这种变化不仅解决了空间限制问题,还带来了更好的性能和更高的可靠性。

我自己就深有体会,以前用32GB手机时,每星期都要清理缓存、删照片,现在换了支持3D NAND技术的手机,256GB存储让我几乎忘了“空间不足”这回事。

02 速度与续航革命

使用3D NAND的手机在数据传输速度上有了质的飞跃。3D NAND架构中每个存储单元之间的空间比传统2D NAND更宽松,这使得存储设备能更快地写入数据-1

这种进步直接体现在我们的日常使用中:应用启动更快,大文件传输时间缩短,4K视频播放更流畅。

说真的,这种体验提升,就像从乡村公路开上了高速公路,应用加载速度快得让你反应不过来。更重要的是,速度提升并没有以牺牲续航为代价

美光公司在2024年发布的UFS 4.0手机存储芯片,尺寸仅为9×13毫米,比上一代缩小了20%,为电池留出了更多空间-8。这就像是给手机做了“抽脂手术”,去掉多余的脂肪,留下更多空间给能量源泉。

03 堆叠的艺术与挑战

制造这些垂直堆叠的存储单元并非易事。SK海力士在开发321层4D NAND时,采用了独特的“3-Plug”工艺技术,分三次进行通孔工艺流程-9

这工艺精巧得像是用显微镜做微雕,需要极高的精确度。虽然困难,但回报丰厚,与上一代产品相比,生产效率提升了59%-9

手机内部空间极为珍贵,每平方毫米都要精打细算。美光的最新UFS 4.0封装尺寸仅为9×13毫米,却仍能提供最高1TB的容量-8

这缩小的20%空间,对手机制造商来说意义重大——可以装下更大容量的电池,或者加入更多功能元件。想想你的手机,或许正是因为这技术,才在保持轻薄的同时实现了长续航。

04 技术演进路线图

从早期的64层3D NAND到现在的321层,这项技术的发展速度令人惊叹。SK海力士在2025年5月宣布成功开发出搭载321层1Tb TLC 4D NAND闪存的移动端解决方案-2

而就在两年前,238层4D NAND才刚刚开始量产并进入智能手机产品验证阶段-5这种快速迭代的背后,是巨大的市场需求驱动

随着人工智能、大模型、云计算等新兴技术的飞速发展,市场对NAND闪存的存储性能要求也在不断提高-9。以苹果为例,为了搭载更先进的AI算法和更大的语言模型,其最新款手机NAND闪存的容量从以往的128GB起步提升到了256GB起步-9

你可能不知道,如今一部高端智能手机需要的存储容量,比几年前的笔记本电脑还要大。这看似简单的容量数字背后,是3D NAND技术不断突破堆叠层数限制的结果。

05 AI时代的新要求

随着人工智能技术全面融入手机,3D NAND手机面临着全新的挑战。端侧AI应用需要NAND闪存具备更高的读写速度,以满足AI算法对大量数据快速处理的需求-9

这不仅仅是速度的问题,更是对综合性能的全面考验。SK海力士针对端侧AI需求优化的UFS 4.1产品,随机读取和写入速度相较上一代产品分别提升了15%与40%-2

决定移动设备多任务处理能力的随机读取和写入速度的提升,意味着AI助手能更快响应你的指令,多任务切换如行云流水。

功耗方面,端侧AI设备通常需要长时间运行,并且对电池续航能力有较高要求-9。SK海力士新开发的UFS 4.1产品较上一代产品能效提升了7%-2。这种平衡恰是我们使用手机时最需要的——既要智能,又要省电。


SK海力士的321层4D NAND已经准备好量产,其厚度从1毫米减薄至0.85毫米,能够完美适配日益轻薄的智能手机设计-2

市场研究预测,到2032年全球3D NAND闪存市场规模将达到168.4亿美元-7。手机存储空间的扩大和性能的提升,就像是在数字世界为我们建造了更宽敞、更快捷的高速公路。

下一次当你无需纠结删除哪些照片,当你的手机流畅运行多个AI应用时,背后正是那些垂直堆叠的存储单元,正在默默支撑着你的数字生活。