站在2026年开头回望,你会发现手里的手机存了4K电影也不卡,AI处理照片快如闪电,这些日常体验的提升,都离不开3D NAND闪存性能的悄然进化。

“层数竞赛”已经不是什么新闻——从第八代的218层到第十代的332层,技术迭代带来的直接好处是比特密度飙升了59%-1

速度上的变化更明显,新接口标准让数据传输速率冲到4.8Gb/s,比前代产品提高了33%-1


01 技术跃进

存储技术的演进路径很清晰,就是从平面走向立体。当2D NAND的单元尺寸逼近14nm的物理极限时,产业就转向了3D NAND-6

3D NAND字面上看就是垂直堆叠的存储单元,像建高楼一样,层数越高,容量越大。

铠侠和闪迪这对老搭档在第十代3D NAND技术上玩出了新花样。他们采用的CBA技术挺有意思,把CMOS晶圆和存储单元阵列晶圆分开制造,然后再键合在一起-1

这种操作的好处显而易见,既能提高芯片集成度,又能优化电路性能,减少信号传输损耗-5

02 速度革命

谈到3D NAND闪存性能,接口速度绝对是硬指标。第十代产品支持Toggle DDR6.0接口标准,这是目前最新的NAND闪存接口标准之一-1

4.8Gb/s的NAND接口速度意味着什么?比正在量产的第八代3D闪存提高了33%-1。对于需要处理海量数据的AI应用来说,这种速度提升至关重要。

SCA协议也在这次升级中扮演了关键角色。它将命令/地址输入总线与数据传输总线完全分离并实现并行运行,有效减少了数据输入/输出所需时间-5

说实话,这些技术名词听起来可能有点枯燥,但当你拷贝一个大文件,发现速度比以前快了三成时,那种爽快感是实实在在的。

03 能效突破

随着层数增加,功耗问题反而变得更加棘手。332层的堆叠结构-4如果还沿用老一套供电方案,能耗恐怕会高得吓人。

PI-LTT技术就是为此而生的解决方案,它在NAND接口电源中同时使用现有1.2V电源和额外低压电源-1

结果很显著,输入功耗降低10%,输出功耗降低34%-1。对于数据中心这种电老虎来说,这种能效提升意味着真金白银的成本节约

这种进步不仅是商业上的考量,也是技术上的必然。随着AI技术普及,产生的数据量大幅增加,现代数据中心对提高电源效率的需求也随之增长-1

04 不只是堆层

单纯增加层数并不足以解决所有问题。工艺上的创新同样重要,例如SK海力士在开发321层NAND时采用的“3-Plug”工艺技术-5

这项技术分三次进行通孔工艺流程,随后经过优化的后续工艺将3个通孔进行电气连接-5

同时,他们开发出了低变形材料,引进了通孔间自动排列矫正技术-5。这些看似微小的改进,实际上对保证大规模生产的良率至关重要。

垂直单元效率也是衡量3D NAND设计优劣的关键指标。它定义为活跃单元占总栅极的比例,这个数值越高,代表工艺集成度越高-6

行业领先的三星在这方面表现出色,其236层产品的垂直单元效率高达94.8%-6

05 寿命与可靠性

性能提升不能以牺牲可靠性为代价。学术研究已经提出了像REO这样的擦除方案,旨在提高3D NAND闪存寿命和性能-3

REO的核心思路是动态调整擦除电压和延迟,基于当前单元的擦除特性进行优化-3

这种方法的优势很明显,通过减少过度擦除引发的单元压力,能够有效降低错误率,从而减少读重试的次数-3

对于终端用户来说,这种技术改进意味着更稳定的数据存储和更长的设备使用寿命,特别是对于企业级应用场景。

06 应用新天地

AI的爆发为3D NAND闪存性能提出了新要求。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-5

以AIPC为例,为了在本地运行大型AI模型,NAND闪存的容量需求已经从传统的512GB向1TB甚至2TB迈进-5

AI手机更是如此,为了搭载更先进的AI算法和更大的语言模型,NAND闪存的起步容量已提升至256GB-5

市场研究机构的预测显示,到2026年,全球AI相关应用对NAND闪存的需求量有望达到数万亿GB,年复合增长率将超过20%-5

07 未来展望

铠侠已宣布将在2026年开始生产332层的第十代NAND Flash-4,目标直指AI数据中心需求-4

SK海力士则计划在2026年第二季度启动400多层堆叠NAND的大规模生产-5层数竞赛远未结束,反而有愈演愈烈之势。

随着DeepSeek等AI模型的普及,终端设备对存储的要求也在不断提高。这些需求不仅推动了NAND闪存技术的创新,也重塑了整个存储市场的格局-5

从短期看,NAND市场正从供过于求转向供需平衡,并有可能在某些高端产品领域出现供不应求的局面-5


当铠侠宣布2026年量产332层3D NAND芯片时-4,岩手县工厂里的精密机械正在为这个数字默默准备。堆叠层数从218跃升至332,比特密度提升59%,这个冰冷的技术指标背后,是无数工程师对存储极限的挑战。

随着SK海力士400多层堆叠NAND量产计划在2026年第二季度启动-5,存储行业的天花板再次被推高。而普通用户打开手机,只会觉得AI修图快了点,游戏加载流畅了些,浑然不觉掌中设备里,一场微观世界的“高楼竞赛”正悄然改变数字生活的每个细节。

网友提问与回答

网友“存储小白”提问:经常看到3D NAND的层数一直在增加,从200多层到现在300多层,这种单纯增加层数真的能提升性能吗?还是只是厂商的宣传噱头?

这是一个非常好的问题!层数增加确实不仅仅是营销噱头,它直接关系到存储密度的提升。以铠侠的第十代3D NAND为例,层数从第八代的218层增加到332层,同时配合晶圆平面布局优化,使位密度提升了59%-1

这意味着在同样大小的芯片面积上,现在能存储更多数据。但层数增加也带来了技术挑战,比如信号传输延迟和能耗问题。

为此厂商采用了像CBA(CMOS直接键合至阵列)这样的创新技术,通过将CMOS晶圆和存储单元阵列晶圆分别制造再键合在一起,既提高集成度又优化电路性能-1

所以层数增加是性能提升的基础,但必须配合其他技术创新才能真正发挥效益。

网友“数据中心运维”提问:我们公司正在考虑升级存储设备,看到新一代3D NAND宣传功耗降低了很多,这在真实的数据中心环境中能带来多大实际效益?

对于数据中心来说,能效提升带来的实际效益非常显著!新一代3D NAND引入了PI-LTT(电源隔离低抽头终端)技术,在NAND接口电源中同时使用1.2V电源和额外低压电源-1

这项技术使输入功耗降低10%,输出功耗降低34%-1。考虑到数据中心规模,这种节省会积累成可观的数字。

以一个有10,000块固态硬盘的中型数据中心为例,假设每块硬盘平均功耗降低20%,整体能耗降低将直接转化为电费支出减少和冷却需求下降。

随着AI应用普及,数据中心处理的数据量预计将大幅增加,能效提升对控制运营成本尤为重要-1更低的功耗也意味着更少的热量产生,可能延长设备寿命并提高系统稳定性。

网友“硬件爱好者”提问:最近想买固态硬盘,看到市场上有3D TLC、QLC等不同类型,它们性能差异大吗?对于我们普通用户应该怎么选?

对于大多数普通用户来说,3D TLC是目前性价比最高的选择。它的性能、耐用性和价格达到了很好的平衡。

学术研究表明,采用3D CT TLC NAND闪存的混合SSD,其性能可比采用更高成本2D FG MLC NAND闪存的方案提高20%-2

QLC(四层单元)虽然提供更高存储密度和更低每GB成本,但通常写入速度较慢,耐用性也较低。对于日常使用,如操作系统、常用应用程序和游戏,TLC固态硬盘是更全面的选择。

如果你是内容创作者,经常需要传输大文件,那么关注接口速度也很重要。新一代3D NAND支持Toggle DDR6.0接口,速度可达4.8Gb/s-1,比前代产品快33%-1

对于绝大多数用户,我建议选择知名品牌的3D TLC固态硬盘,容量根据实际需求选择,通常500GB到1TB已经能够满足大多数人的日常需求。