三星的芯片工厂里,工程师们正忙着将最后一批2D NAND生产设备移出洁净室,腾出空间给那些能堆叠数百层的3D NAND产线。这个场景在全球各大存储芯片制造商中不断上演。
三星在不久前宣布加速淘汰旧有的2D NAND产线,将宝贵空间转作DRAM生产-3。这个决定背后是残酷的市场现实:到2019年,3D NAND的渗透率已达72.6%,远远超过2D NAND-2。

2D NAND在闪存市场的地位正以前所未有的速度萎缩,64/72层3D NAND的产出现在仍有市场,但92/96层3D NAND正快速崛起-1。

存储芯片市场从来都是技术驱动的战场,而今天这个战场上,2D NAND正节节败退。2019年的数据显示,3D NAND的市场渗透率已经高达72.6%,远超它的平面前辈-2。
更令人震惊的是预测数字——到2025年,3D NAND将占据闪存总市场的97.5%,几乎完全统治这一领域-2。
三星作为全球存储芯片的领头羊,已经开始加速淘汰旧有的2D NAND产线-3。这种产业调整不只是三星一家的选择,而是整个行业的共识。
各厂商集体行动的背后,是2D NAND在技术上遭遇的根本瓶颈。当制程工艺缩小到16/15纳米附近时,平面NAND的物理极限已经触手可及-2。
从平面到立体的转变,不是简单的技术升级,而是存储芯片发展史上的一次范式转移。2D NAND时代,厂商们主要通过缩小制程工艺来提升存储密度,但这条路已经走到了尽头。
当晶体管尺寸不断微缩,NAND闪存中存储的电荷数量受限,读写容量也难以进一步提升-2。对存储阵列来说,耦合效应和干扰成了难以逾越的技术障碍-2。
3D NAND技术提供了一个全新的解决方案:把思路从“缩小”转变为“堆叠”。通过垂直堆叠多层存储单元,在相对宽松的工艺要求下,将单块芯片的容量大幅提升-9。
有意思的是,推动这一转变的不仅是技术限制,制造成本也是关键因素-2。分析师Jim Handy指出,存储厂商已经没办法在原有2D NAND基础上降低成本,因此选择了3D技术来“节流”-2。
在这场技术变革中,各大存储芯片厂商的战略选择各有不同,但方向一致——向3D NAND加速转型。三星正持续减少2D NAND产能,将资源集中于3D NAND的升级-1。
在3D NAND的层数竞赛中,厂商们从最初的24层、32层,一路突破到128层、176层,甚至达到200层以上-2。美光已经宣布其232层NAND闪存芯片实现量产-2。
SK海力士则更进一步,成功研发了全球首款业界最高层数的238层NAND闪存-2。这一技术进步不仅提高了存储密度,还实现了全球最小的芯片面积。
国内的闪存厂商也不甘落后。长江存储通过自研的Xtacking架构,实现了跳跃式发展,直接推出了堆叠层数达232层的闪存芯片-2。
随着3D NAND技术的不断成熟,存储芯片产业的未来图景日渐清晰。一个明显的趋势是,层数竞赛将持续激烈-2。
美光数据中心存储副总裁Alvaro Toledo表示,未来的NAND芯片会是一条通往更多层的道路-2。而SK海力士在2019年就做出大胆预测:2025年推出500层堆叠产品,并在2032年实现800层以上-2。
更激进的是IMEC的预测,他们认为1000层的NAND闪存也不是很遥远,可能在10年内就会出现-2。
除了层数的增加,存储单元技术也在进步。从SLC到MLC,再到TLC和QLC,每个单元能存储的比特数不断增加-2。到2025年,QLC占比将突破50%,PLC技术也将实现量产突破-5。
在成都一家电子市场的柜台前,老板指着不同品牌的固态硬盘向顾客解释:“别看这个便宜,用的是老式2D闪存,速度慢寿命短。加几十块钱就能买到3D闪存的,用着踏实。”
全球存储芯片的产能地图上,2D NAND的最后据点正被一一拔除。到2025年,97.5% 的市场将被3D NAND占据,留给平面闪存的时间已经不多了-2。
随着长江存储232层堆叠芯片的推出,这场存储技术的立体革命正进入新的竞争阶段-2。