东芝工程师在2018年调试新款SSD时发现，基于96层3D NAND的硬盘性能比前代提升了近50%，而成本却实现了下降。
这是闪存技术从2D平面向3D立体跨越的关键转折点。如今，这项曾让硬盘性能突飞猛进的技术，已经成为现代存储设备的基石。
如今的存储市场正在经历一场静悄悄的革命。随着人工智能和边缘计算飞速发展，全球对NAND闪存的需求正以前所未有的速度增长。
据行业报告，2026年NAND存储已成为AI推理和边缘计算的关键推动力。市场动态聚焦在供应受限、企业需求激增和技术创新这三个交叉点上-2。
东芝在2019年国际固态电路会议上展示的96层堆叠BiCS4闪存令人印象深刻，这项技术同时拥有TLC和QLC两种类型。
特别是QLC类型的每个存储单元可容纳4比特数据，位密度达到8.5Gb/mm²，相比TLC类型的512Gb 3D TLC提升超过40%-7。
想象一下，传统2D NAND就像平房，而3D NAND则是摩天大楼。96层3D NAND技术本质上就是在同一个芯片面积上，将存储单元堆叠到96层高。
这种技术突破带来最直接的好处就是存储密度的飞跃式增长。旺宏公司研发的3D NAND已发展至192层技术，采用的正是96+96层堆叠架构。
这种设计可提供512Gb至1Tb的容量，其中512Gb产品的良率已达到量产标准-3。
96层3D NAND闪存不仅增加了存储容量，还通过缩小读取和编程时间提升了性能。与64层BiCS3 TLC相比，96层NAND本身具有更短的读取和编程时间，可以充分利用提升的总线带宽-4。
技术的价值在于应用。东芝在2018年推出的XG6 SSD，是业界首批基于96层3D NAND闪存的产品之一。这款针对OEM市场的NVMe SSD展示了新技术如何转化为实际产品优势-4。
新的96层3D TLC支持667-800MT/s范围内的Toggle NAND 3.0接口速度，而东芝早期的3D NAND速度仅为400-533MT/s。这意味着数据可以更快地在控制器和NAND之间传输。
与XG5相比，XG6在相同功耗下提供更高性能，同时新的3D TLC NAND还有利于降低成本-4。
令人惊喜的是，96层3D NAND技术的演进并未止步于简单的堆叠。研究人员通过改进源极-偏置-负检测方案，允许深负阈值电压的同时保持低电源电压-7。
任何技术都会面临瓶颈。对于96层3D NAND而言，随着层数增加，制造复杂度和成本成为主要挑战。
行业转向了多种新技术来更紧密地排列存储单元，不仅在横向，也在纵向上实现突破。imec开发的创新技术实现了垂直方向的扩展，同时不牺牲存储器性能和可靠性-10。
电荷陷阱单元在这项技术中扮演了关键角色。与浮栅晶体管将电荷存储在导体中不同，电荷陷阱单元将电荷存储在绝缘体中。
这降低了存储单元之间的静电耦合，提高了读写性能。由于电荷陷阱单元的制造尺寸比浮栅晶体管更小，也为更高存储密度铺平了道路-10。
面对市场上琳琅满目的存储产品，消费者应该如何选择？了解96层3D NAND技术的特点能帮助你做出更明智的决定。
首先要注意的是，基于这项技术的产品通常提供更好的性价比。96层结构使得在相同芯片面积内能容纳更多存储单元，这意味着制造商可以用更低的成本提供更大容量的存储产品。
这类产品往往有更平衡的读写性能。由于层数增加但单元尺寸优化，96层3D NAND在速度和稳定性之间找到了良好平衡点。
当你看到某款SSD标注使用96层3D NAND时，可以预期它在容量、速度和价格方面会有不错的表现。当然，最终性能还取决于控制器、固件优化等其他因素-4。
存储技术的竞赛从未停止。在96层3D NAND之后，行业已经朝着128层、176层甚至更高层数迈进。东芝早在2019年就已讨论128层堆叠3D TLC闪存，该技术能在改善功耗表现的同时，提升存储密度与读写速度-7。
美光科技的第九代3D NAND技术已经支持PCIe Gen6，其9650 SSD提供高达28 GB/s的连续读取速度，以及550万IOPS的随机读取性能-5。
更令人惊叹的是，美光6600 ION SSD的容量高达245TB，可在仅1U的机架空间内实现2.4PB的闪存存储-9。
行业预计到2030年，3D NAND的堆叠层数可能达到惊人的1000层，相当于约100 Gbit/mm²的存储容量-10。
东芝在2018年首次将96层3D NAND技术商业化时，他们可能没有完全预见这项技术会成为现代存储设备的通用标准。从智能手机到数据中心服务器，这些垂直堆叠的存储单元正在默默承载着人类日益增长的数据需求。
当AI模型参数以万亿计，当8K视频成为日常，96层3D NAND这些看不见的技术基石，正构筑着我们的数字未来。存储设备的层数会继续增加，但每一项突破都始于像96层这样的基础台阶。
问题一：我一直搞不懂3D NAND到底是什么原理，和普通闪存有什么区别？能不能用简单的方式解释一下？
说实在的，您这个问题问到点子上了！很多技术文章讲得太专业，让普通人摸不着头脑。咱们可以用个简单的比喻：传统2D NAND就像单层停车场，车子都停在一个平面上；而3D NAND则是多层停车场，在同样的地面面积上，通过向上堆叠增加了更多停车位。
具体到96层3D NAND，就是在指甲盖大小的芯片上，把存储单元像盖楼一样堆了96层高-3。这样做的好处显而易见——同样大小的芯片能存更多数据。这技术背后其实挺复杂的，需要把导体和绝缘层交替堆叠，然后打孔、沉积各种材料，最后形成垂直的“通心粉沟道”结构-10。
从2D转向3D可不是为了炫技，实在是被逼出来的创新。平面闪存做到十几纳米工艺就基本到物理极限了，再小就面临漏电、干扰等各种问题。而3D结构让制造商能够在工艺节点不变的情况下，单纯通过增加层数来提升容量。
现在您明白为什么手机容量越来越大，但SIM卡还是那么大了吧？这里面96层3D NAND技术功不可没啊！
问题二：最近SSD价格涨得厉害，和3D NAND技术发展有关系吗？未来价格会怎样？
哎哟，您这可是问到了当前存储市场的热点！最近SSD价格确实涨了不少，但这和3D NAND技术本身关系不大，主要是市场供需失衡导致的。中信证券有份报告说得挺明白，存储行业现在处于超级景气周期初期，供不应求的情况可能至少持续到2026年底-8。
为什么会这样呢？主要是AI浪潮来了。训练大模型需要海量数据，数据中心对高速大容量存储的需求猛增。与此同时，前几年存储市场不景气，主要厂商都减少了资本支出，现在突然需求上来，供应就跟不上了-2。
至于3D NAND技术发展，长期看其实是降低成本的。像96层这种技术成熟后，生产效率提高，单位容量的制造成本应该下降。但短期价格还是由市场供需决定。
未来价格走势，业内普遍认为至少2026年上半年还会保持上涨趋势。企业级SSD合约价在2025年第四季度和2026年第一季度都有望涨价50%以上-8。所以如果您最近需要买大容量SSD，可能得做好多花点钱的准备。不过长期来看，技术进步应该会让价格回归理性，就像以前128层、96层技术刚出时一样，总会慢慢普及降价。
问题三：QLC和TLC哪种3D NAND更好？我该选哪个？
哈，这可是个经典选择题！QLC和TLC指的是每个存储单元能存几个比特的数据——TLC存3个，QLC存4个。单看这个，QLC好像更先进，但实际选择得看您具体用来干什么。
先说说QLC的优势，最明显的就是容量大、价格低。因为每个单元多存1比特，同样层数的3D NAND芯片，QLC能提供比TLC高33%的容量。东芝的96层QLC闪存位密度达到8.5Gb/mm²，比同层数TLC高40%以上-7。如果您主要存电影、文档这些不常改动的数据，QLC SSD性价比很高。
但QLC也有软肋——写入速度和耐用性一般不如TLC。每个单元塞的数据多了，区分不同电压状态就更精细，写入时需要更小心，速度自然受影响。寿命方面，QLC的擦写次数通常也低于TLC。
那TLC强在哪呢？性能更均衡，寿命更长，适合经常读写数据的场景。比如系统盘、游戏盘，或者经常处理大文件的用户。现在很多中高端SSD还是用TLC，就是看重它的稳定表现。
实际选购时，您会发现市场定位很清晰：大仓库用QLC，活跃工作区用TLC。像美光针对AI工作负载推出的7600 SSD就用G9 TLC NAND，而注重容量密度的6600 ION则用G9 QLC-9。所以别简单说哪个更好，关键看匹配您的需求。
