三星电子研究团队的一项最新突破，让NAND闪存的功耗直接降低了惊人的96%，这不仅仅是数字游戏，更是存储技术的一次静悄悄革命。
“我们已验证了实现超低功耗NAND闪存的可行性。”三星电子研究员Yoo Si-jeong在《自然》期刊发表研究成果时这样宣布-6。这项突破性研究将铁电材料与氧化物半导体融合，打造出全新的NAND闪存结构。
三星3D NAND新突破正在重新定义存储芯片的性能极限。随着400层以上堆叠技术的实现，三星计划到2030年将这一数字推向1000层，同时保持芯片的可靠性和性能-4-9。
还记得手机动不动就提示“存储空间不足”的日子吗？那时候的闪存芯片还是平面结构，就像一张薄饼，想要增加容量只能往大了摊。
可芯片面积有限啊，手机也不能越做越厚。这矛盾逼着技术往立体方向发展，于是3D NAND应运而生。
这玩意就像盖楼房，在同样一块地上，平房改高楼，容量自然蹭蹭往上涨。三星的3D NAND技术从2010年代初的32层起步，到2025年已经突破400层大关-2-9。
你猜怎么着？现在他们正朝着1000层目标迈进-4。
三星刚完成400层NAND技术的研发，已经转移到平泽P1厂准备量产-9。这种1Tb容量的三级单元NAND将于2025年下半年开始批量生产-9。
想想看，400层堆叠是什么概念？相当于在同一个芯片面积内，存储容量比平面时代增加了十几倍。
堆叠层数越多，技术挑战越大。当堆叠层数超过400层时，底层外围电路的压力会显著增加，可能影响芯片的可靠性-1。
为了解决这个问题，三星做了个大胆决定——与长江存储签署3D NAND混合键合专利许可协议-1。
这合作可不得了，三星从第10代V-NAND开始，就要采用长江存储的“晶栈（Xtacking）”技术了-1。这种混合键合技术直接把两片晶圆贴合，省去了传统凸点连接，电气路径短了，性能提升了，散热也更好了-1。
除了结构创新，材料革新也在同步推进。三星计划为字线材料引入钼元素，替代传统的钨和氮化钛-4。这个改变能减少30%至40%的层高，让更高层数的堆叠成为可能-4。
钼的电阻率更低，这意味着芯片工作时产生的热量更少，效率更高。
如果说堆叠层数增加是量的突破，那功耗降低96%就是质的飞跃-6。三星在功耗问题上的解决方案，简直是妙手回春。
传统NAND闪存靠向存储单元注入电子来写入数据，这个过程就像给电池充电，需要持续的能量输入。堆叠层数越多，能耗问题越突出。
三星研究团队想出了个绝妙的主意：把氧化物半导体与铁电结构协同设计-6。
铁电材料有个神奇特性——自维持电极化，不用持续供电就能保持状态-6。这就像有个永不掉电的记忆体，大大降低了能耗。
这项突破由三星电子先进技术研究院与半导体研究所34名研究人员共同完成-6，完全依托三星内部自主研发。想想看，96%的功耗降幅意味着什么？意味着数据中心电费账单能直接砍掉一大半，移动设备续航能大幅延长。
三星3D NAND新突破可不仅仅是堆叠层数和功耗的改进，它是一整套技术升级。三星的第10代V-NAND接口速度达到了5.6GT/s-7，比长江存储的3.6GT/s快了不少-7。
在5.6GT/s的速度下，相当于约700MB/s的数据传输速率-7。这个速度有多快？只需要10个这样的设备就能让PCIe4.0x4接口饱和，20个就足以让超快的PCIe5.0x4接口饱和-7。
三星还在业界首次在NAND闪存芯片中使用3D晶体管技术-3。这种3DFinFET结构能大幅提升闪存的存储密度和性能-3。三星提到，用上3D晶体管后，信号传输速度提升，功耗更低，尺寸也更小-3。
可靠性方面，三星正在探索“铪基薄膜铁电”作为下一代NAND闪存材料-10。这种材料能在特定条件下表现出铁电性，有望提升芯片的耐用与稳定度-10。随着堆叠层数增加，这对保持芯片可靠性至关重要。
三星已经公开承诺，将在2030年之前开发出1000层NAND-4。这个目标听起来像是天方夜谭，但三星已经展示了可行的技术路径。
要实现1000层堆叠，单晶圆堆叠方式已经不够用了。三星展示了1000层NAND的“Multi-BV NAND”结构，通过堆叠四片晶圆来打破结构限制-4。
三星不是唯一有这种雄心的公司。全球第二大NAND闪存企业铠侠也在研究类似的“多栈CBA”技术，目标也是到2027年开发出1000层3DNAND-4。
这场存储技术的竞赛，最终受益的将是普通消费者。想象一下，2030年的智能手机可能配备1000层3DNAND存储芯片，1TB将成为标配，而功耗却只有现在的零头。
三星的CTO宋在赫在国际固态电路会议上表示：“键合技术可用于实现在NAND区域实现1000多层堆叠。”-4 这句话不仅展示了技术自信，也为整个行业指明了方向。
低温蚀刻、钼沉积等创新技术都将为下一代NAND的大批量量产做准备-4。东京电子与LamResearch正在开发相关设备，支持400层或以上NAND通孔的制造-4。
随着400层NAND技术走向量产，三星半导体研究所的工程师们正日夜调试新生产线-9。平泽P1厂里，那些即将改变数据存储方式的新一代芯片正一片片走下产线。
当手机能装下整个图书馆而不耗电，当数据中心存储海量数据却电费减半，三星3D NAND的突破正悄然改变科技生活的每一个角落。
网友“科技探索者”问： 三星这个功耗降低96%的技术什么时候能用在手机上？我的手机总是电量不够用，如果存储芯片能省电这么多，续航应该会大大提升吧？
回答： 你提的这个问题特别实际，手机续航确实是咱们日常使用中的大痛点。三星这项功耗降低96%的技术，是他们在先进技术研究院的最新研究成果，已经发表在了顶级期刊《自然》上-6。不过从实验室突破到实际商用，通常需要一段时间。
这项技术的核心是铁电材料与氧化物半导体的创新结合-6。铁电材料有个很棒的特性——它能自维持电极化，不需要持续供电就能保持状态-6。这就像是给存储单元装上了“记忆开关”，不用老是通电记着东西。
但要应用到手机上，三星还得解决几个问题：首先是大规模生产的工艺，实验室能做出来和工厂能量产是两码事；其次是成本控制，新技术刚开始成本肯定高，得等工艺成熟了才能降下来；还有可靠性测试，手机存储芯片得经得起日常频繁读写和各种环境考验。
我个人估计，这项技术可能会先在数据中心产品上应用，因为那里对功耗最敏感，电费是很大一笔开支。等工艺成熟后，大概2-3年内应该能看到它出现在高端手机上。到时候，不仅续航会更长，手机发热问题也会有所改善，因为存储芯片功耗大降，产生的热量自然就少了。
网友“存储小白”问： 经常听人说3D NAND，但一直没搞懂它和普通NAND有什么区别？三星这个400层堆叠到底有多厉害？
回答： 哎呀，这个问题问得好，很多人其实都有这个困惑。简单来说，传统NAND（我们叫2D NAND）就像平铺的停车场，想要停更多车，只能扩大占地面积。而3D NAND则是立体停车库，同样大的地面，通过向上建多层，就能停更多车。
三星这个400层堆叠，就相当于把停车库盖到了400层高！想想看，在同样大小的芯片面积上，能存储的数据量比以前的平面结构多了不知道多少倍-9。
更厉害的是，三星还在400层基础上继续突破。他们与长江存储合作，引入了混合键合技术，这就像是用更先进的建筑方法盖楼，让楼能盖得更高更稳-1。
而且三星不满足于400层，他们计划到2030年实现1000层堆叠-4，到时候存储容量会有质的飞跃。对你我普通用户来说，这意味着同样价格的手机或电脑，能买到的存储空间会大得多，而且速度更快、更省电、更可靠。
网友“行业观察员”问： 注意到三星和长江存储合作了，这会不会影响三星在存储领域的技术领先地位？这种国际合作在半导体行业常见吗？
回答： 你的观察很敏锐！三星与长江存储签署3D NAND混合键合专利许可协议，确实是个值得关注的行业动向-1。但我觉得这不会削弱三星的技术领先地位，反而体现了他们务实而聪明的策略。
在半导体行业，专利交叉许可和技术合作其实挺常见的。三星这次选择通过专利授权的方式获取混合键合技术，而不是尝试规避专利，这能降低未来可能出现的法律和市场风险-1。长江存储四年前就已经将混合键合技术应用于3D NAND制造，并构建了全面的专利布局-1，三星绕开这些专利自主研发的成本可能更高。
这种合作其实是双赢的。三星能加速其技术研发进程，更快推出下一代产品；长江存储则能通过专利授权获得收入，支持进一步研发。要知道，除了三星，SK海力士也正在开发适用于400层以上NAND产品的混合键合技术，未来也可能需要与长江存储签订类似协议-1。
在全球化背景下，半导体产业链本来就是高度分工协作的。三星这次合作，恰恰显示了他们在技术路线选择上的灵活性和战略眼光。毕竟，最终目标是做出更好的产品，而合作往往是实现这一目标的明智选择。
