在一间无尘室里，工程师们正通过精密设备将闪存单元一层层堆叠到32层高，这些比头发丝还细的结构最终将组成存储我们数字世界的基石。
英特尔选择的浮栅技术是一种经过数十年验证的成熟方案-9。不同于一些厂商采用的电荷捕获技术，浮栅单元通过物理隔离电荷存储节点，有效防止电荷丢失和单元间干扰-6。
这种设计使每个单元能存储更多电子，接近平面浮动栅极的6倍，为数据可靠性提供了坚实基础-6。
平面NAND闪存技术已经接近扩展极限，给整个半导体存储行业带来了严峻挑战-4。就在这个关键时刻，英特尔与美光联合研发的3D NAND闪存技术横空出世。
这项技术通过垂直堆叠多层数据存储单元，创造出存储密度比竞争对手高出三倍的存储设备-4。
想象一下，传统2D NAND像是在平地上建造房屋，而3D NAND则是向天空发展的高层建筑。英特尔早期的3D NAND产品采用32层堆叠设计-4。
这项创新不仅解决了存储密度问题，还带来了显著的成本节约、能耗降低和性能提升，满足了从消费移动设备到企业级部署的多样化需求-4。
英特尔3D NAND工艺流程始于基础材料的精心准备。首先，在源极层上沉积介电层，然后形成选择栅源极层-7。
接下来是关键步骤：交替堆叠导电材料和绝缘材料的多层结构。这些层在SGS层上精确排列，为后续的存储单元形成奠定基础-7。
工艺流程的核心是形成垂直通道。工程师们创建与多层结构基本垂直的单元柱沟槽，并在其中形成导电通道-7。
这个通道既要与源极层接触，也要与交替堆叠的多层相连，确保电流能够在三维空间中顺畅流动。英特尔在这一流程中特别强调精密度，每个存储单元的电荷容量甚至能媲美传统50纳米制程的2D NAND-10。
在3D NAND领域，英特尔坚持使用浮栅技术，而其他一些厂商则选择了电荷捕获技术。这两种技术路径的选择，直接影响了工艺流程和最终产品性能。
浮栅单元通过隧道氧化层控制电子流动，电荷存储节点是隔离的，这种方法能有效防止电荷丢失和单元间干扰-6。
相比之下，电荷捕获技术则采用不同的物理机制存储电荷。英特尔认为，浮栅技术是经过十几年验证的成熟技术，因此在数据存储安全方面具有明显优势-9。
从实际效果看，浮栅单元在阈值电压窗口这一关键指标上表现优异，这对于NAND可靠性至关重要。更大的阈值电压窗口意味着更低的错误概率，更长的数据保留周期-6。
英特尔3D NAND工艺流程中一个突出特点是“CMOS下阵列”设计，即将控制电路置于存储阵列下方-9。
这一创新解决了随着堆叠层数增加带来的技术挑战。其他厂商通常将CMOS电路放在存储单元周围，需要像打钉子一样进行连接，随着层数增高，打孔的技术难度会不断增加-9。
英特尔的CMOS下阵列设计避免了这一问题。控制电路放置在NAND下面，不仅简化了制造工艺，还提供了更好的可扩展性-9。
这种设计使得在几乎每平方毫米晶圆上能制造更多存储单元，面密度比替代性产品高出约10%-6。
随着3D NAND技术向更高堆叠层数发展，英特尔进一步创新，将控制电路分布在多个晶圆上。这一工艺流程代表了3D NAND制造的最新发展方向。
传统上，3D NAND组件的CMOS控制电路主要位于阵列下方，但随着阵列层数增加，阵列下可用于控制电路的空间变得越来越有限-1。
英特尔的解决方案是将控制电路拆分到两个晶圆上。一个晶圆包含3D NAND阵列和部分CMOS控制电路，另一个晶圆则包含额外的CMOS控制电路-1。
两个晶圆通过垂直堆叠和键合工艺结合在一起，使控制电路既存在于阵列下方也存在于阵列上方，有效提高了系统性能-1。
英特尔在3D NAND工艺流程中集成了多种性能优化机制。Block By Deck架构就是其中之一，它通过虚拟层将每个Deck分开，使每个Deck可以独立作为SLC或QLC运行-6。
这种设计允许更有效的区块擦除操作，每块Deck可以被擦除而不影响存储在其他Deck上的数据，对垃圾收集有极大帮助，并能显著提高服务质量-6。
另一项创新是独立多平面读操作技术，通过将四个平面分割成可以异步读取的两个双平面组，使固态硬盘可以同时独立接收和执行读取命令-6。
这种方法使读取操作性能翻倍，但也会产生噪音耦合问题。为此，英特尔配置了电荷泵、字线/位线调节器和降压调节器，以驱动每个平面组中的独立负载-6。
随着堆叠层数向400层以上迈进，东京电子开发的新型通孔蚀刻技术正在突破制造瓶颈，将电蚀刻带入低温范围并创造了极高蚀刻速率的系统-2。
英特尔3D NAND工艺流程将控制电路分布到多个晶圆的设计-1，正引领着存储芯片向更高密度和更强性能演进。
当QLC NAND的实际耐用性被证明超出传统认知，甚至可与TLC媲美时，数据中心里那些曾对QLC持怀疑态度的工程师们开始重新评估自己的存储架构。存储芯片的“高楼”还能堆叠多高，答案或许就藏在不断创新的工艺流程中。
