手机提示存储空间不足的红色警告第无数次弹出,游戏加载进度条卡在99%的焦躁感再次袭来,这些现代数字生活的日常烦恼,背后都藏着一个关于存储技术进化的精彩故事。

打开手机设置里的存储空间管理,那抹刺眼的红色和“空间不足”的警告可能是不少人的日常梦魇。存不完的工作文件、舍不得删的旅行照片、越更新越庞大的手游……

咱们的数字生活好像永远在跟存储空间较劲。

但你晓得么,这些烦恼背后,一场关于如何把更多数据塞进更小空间的技术马拉松,已经默默奔跑了十几年。而Sandisk 3D NAND,正是这场竞赛里的一个核心选手-10


01 技术起跑,从平面到立体的飞跃

早在2015年那会儿,当大多数存储芯片还在平面上“精耕细作”时,闪迪就和伙伴一起,整出了个新鲜玩意儿——48层的第二代3D NAND闪存,他们管它叫BiCS2-10

你可别小看这“堆叠”的思路,这就好比把平房改成高楼大厦,在同样一块地皮上,能住进去的人(数据)那可是指数级增长。

当时闪迪存储技术部的头儿Siva Sivaram博士就挺兴奋,说这玩意儿能“为我们的客户提供让人赞叹的存储解决方案”-10。这话现在回头看,还真不是吹牛。

从手机、平板到后来的固态硬盘,存储的格局从那时起就开始被重塑了。

02 性能狂飙,当数据住进摩天大楼

时间快进到2025年,好家伙,这“楼”是越盖越高了。Sandisk和它的长期伙伴铠侠(Kioxia)联手,把3D NAND的堆叠层数推到了惊人的332层-1-5-7

这是个啥概念?我给你打个比方,就像从当初的48层居民楼,一下子升级成了332层的超级摩天大楼。

楼层高了,住户(数据比特)的密度自然猛增,比他们当时正在量产的第8代产品直接提高了59%-1。这意味着同样指甲盖大小的芯片里,能塞进去的数据量几乎翻了个跟头。

光能住进去还不行,进出速度也得跟上。这代新技术用上了最新的Toggle DDR 6.0接口标准,接口速度冲到了4.8Gb/s,比前代提升了33%-1-7

更妙的是,它还挺省“电”。数据进出时的功耗,输入降低了10%,输出更是大幅降低了34%-1。高性能和低功耗这把天平,这次算是让Sandisk 3D NAND给玩明白了。

03 核心革命,CBA技术的魔法

层数堆得高,工程难度那是呈几何级数上涨。早期的3D技术遇到个头疼事儿:存储阵列层数越多,晶圆就越厚,生产时间和成本也跟着蹭蹭往上跑-8

这不成了花钱买罪受吗?Sandisk的破局之道,是一项叫做CBA(CMOS直接键合至阵列)的技术-1-8

这技术说得通俗点,就像做三明治。它不再把电路和存储单元混在一起做,而是先把存储单元的“面包层”和CMOS外围电路的“馅料层”分别以最优化的方式做好,然后再用先进的混合键合(Hybrid Bonding)技术,把它们精准地“粘”在一起-1-8

这么一来,生产周期压短了,成本控制住了,性能和可靠性反倒提上去了。用闪迪全球产品副总裁Eric Spanneut的话说,这让他们能“以系统级领导力解决现实世界的存储难题”-8

04 AI时代的存储答案

如今这世道,AI是最大的热点,也是最大的“数据吞噬兽”。无论是训练大模型需要的海量数据池,还是AI手机、AI PC要进行的即时推理,都对存储提出了前所未有的要求:要容量巨大,要速度飞快,还得稳定可靠-3-8

Sandisk 3D NAND的进化,正好踩在了这个节拍上。

面向未来AI数据中心的,有基于BiCS8 3D NAND打造的、容量高达256TB的UltraQLC固态硬盘-3。它用上了“直写QLC技术”,跳过了传统的缓存步骤,延迟直降40%,寿命却远超普通QLC产品-3

甭管是超大规模云服务,还是烧钱的AI训练,这种“巨无霸”硬盘都是降本增效的利器-3

面向咱们普通消费者的,Sandisk也没闲着。针对AI PC和高端游戏本,他们准备了两款PCIe 5.0的消费级固态硬盘。

高性能版本的读取速度飙到接近每秒15GB,功耗却控制在7瓦;主流版本也有每秒11GB的读取速度,功耗仅5瓦-8。以前加载大型游戏或模型时的漫长等待,以后可能就是“秒开”的体验了。

甚至连汽车也没落下。随着自动驾驶级别提升,汽车每秒要处理的传感器数据海了去了。Sandisk拿出了基于最新BiCS8 TLC NAND的车规级存储,性能预计是前代UFS 3.1产品的两倍以上,容量也能做到1TB,妥妥地要当智能汽车的“数据中枢”-8


从十多年前的48层初试啼声,到如今332层的技术巅峰,Sandisk 3D NAND走过的路,正是一条从解决“存不下”的烦恼,到支撑AI时代“算得快”的需求的进化之路-1-10

当你的下一部手机因为更大的存储空间而不再“焦虑”,当你的下一台电脑因为闪电般的加载速度而体验流畅,背后或许就有这座由Sandisk 3D NAND技术构建的、数据摩天大楼的默默支撑

网友问答

网友“追风少年”问: 大佬讲得真透彻!我最近正想给电脑换个固态硬盘,打游戏和跑点AI模型用。看了文章,Sandisk好像有消费级PCIe 5.0的盘,性能很顶。但我看市面上三星、铠侠啥的也都有旗舰产品。能不能从普通用户角度,再掰扯掰扯,像我这种主要图快、图稳定,偶尔折腾一下的,选的时候到底该盯着哪些参数看?Sandisk新的3D NAND技术在这些方面实际用起来能有啥不一样的感觉吗?

答: 这位朋友问得太实在了,咱不整虚的,就唠点实际选购时能摸得着的门道。首先,你提到的“图快、图稳定”,正好戳中了当前消费级旗舰固态硬盘的两个核心竞争点。

第一,看顺序读写速度后面的“真实体验”。文章里提到Sandisk准备的高性能版PCIe 5.0 SSD,顺序读取标称接近15000MB/s-8,这个数字非常亮眼。但对于游戏和AI应用,你更要关注的是随机读写速度(特别是4K随机读写)。这直接关系到操作系统、游戏程序的响应速度,以及你加载无数小模型文件时的流畅度。Sandisk新一代3D NAND凭借更高的接口速度和优化的内部数据通路,在这方面有天然优势。你感觉上的“系统跟手”、“游戏地图切换快”,根源就在这里。

第二,看缓存策略和持久写入性能。很多盘用一块快的SLC缓存来撑起漂亮的高速度测试分数,但一旦缓存写满,速度就会“断崖式”下跌。Sandisk在企业级产品上应用的“直写QLC”思路-3,其核心思想就是减少对缓存的依赖,追求更平稳、持久的写入性能。虽然消费级产品策略不同,但这种技术底蕴能让你在长时间拷贝大文件,或者AI模型持续输出数据时,不容易出现速度骤降的尴尬。

第三,看温控和功耗。速度上去了,发热量是魔鬼。Sandisk新的方案把高性能版的功耗控制在了7瓦-8,这背后离不开其3D NAND在提升能效上的努力-1。对于笔记本用户,这意味着更少的电量焦虑和更低的发热降频概率;对于台式机用户,这意味着硬盘散热马甲不用搞得像盔甲那么厚重,机箱风道也好安排。稳定性的很大一部分,就来自于良好的温度控制。

简单说,你选盘的时候,别光盯着宣传页最大的那个速度数字。多看看评测里关于缓外速度、满载温度和高强度使用后的性能一致性的报告。Sandisk凭借在新的Sandisk 3D NAND底层技术上的迭代,比如CBA架构带来的高效能和低功耗-1-8,目标就是给你提供一种“持续能打”的爽快感,而不是“三分钟超人”的失落感。


网友“硅农阿志”问: 作为半个行业内的技术人员,我对文里提到的CBA(CMOS直接键合至阵列)技术特别感兴趣。传统上CMOS外围电路和存储阵列是制作在同一晶圆上的,互相制约。CBA这种“先分别优化,再键合”的路线,听起来是条明路。但混合键合的精度、良率以及两种不同工艺制程晶圆间的热膨胀系数匹配等问题,在实际大规模量产中都是巨大的挑战。能否深入谈谈,Sandisk和Kioxia是如何攻克这些难关的?这项技术的成熟,是否意味着未来存储芯片的设计可以像拼乐高一样,更自由地组合不同工艺的功能单元?

答: 阿志老师这个问题问到根子上了,您绝对是懂行的。CBA技术确实是打破“内存墙”和“成本墙”的一次范式革命,但正如您所说,从原理可行到量产赚钱,中间隔着千山万水。

首先,关于混合键合的精度和良率,这确实是核心挑战。Sandisk和Kioxia在这方面积累了多年。混合键合不同于传统的凸点焊接,它要求两片晶圆的表面达到原子级的平整度,并且对准精度极高(通常在亚微米级别)。业界普遍认为,这需要在前道制程(晶圆制备)阶段就对电路和阵列进行协同设计和工艺优化,而不是事后简单的“粘合”。通过革命性的CBA技术,将存储阵列晶圆与CMOS外围电路晶圆分别制造后键合,实现了各自工艺的优化-1。这背后是巨额的研发投入和大量的工艺专利做护城河。良率的提升,是一个通过材料科学、设备精度和工艺控制(Process Control)一点点“磨”出来的过程。

热膨胀系数(CTE)匹配是个魔鬼细节。NAND阵列和CMOS逻辑电路所用的材料、结构密度不同,受热后“伸縮”幅度不一样,键合后容易产生应力导致开裂或性能衰退。解决方案通常是从材料端入手,比如在介电材料、金属互联层材料上进行创新,设计出CTE梯度过渡的缓冲层。同时,在芯片架构设计(如阵列和电路模块的布局)和封装方案上,也要提前考虑热力学匹配。这要求芯片设计团队从最初就进行“协同-优化-键合”的一体化思考,而不是各自为战。

您最后的猜想非常具有前瞻性。CBA技术的成熟,确实为“芯片乐高化”(即异质集成)打开了一扇大门。未来的存储芯片,有可能不再是一个单一工艺下的产物。比如,我们可以用最先进的制程(如5nm)来制造负责高速数据接口和ECC纠错的CMOS逻辑单元,以获得最佳能效和速度;同时,用更成熟、更优化的专用制程(可能远高于5nm)来制造高密度、高可靠的3D NAND存储单元,以追求最大容量和最低成本。通过成熟的混合键合技术将它们“拼”在一起,得到一个兼具性能、容量和性价比的“超级芯片”。

Sandisk 3D NAND技术走通的这条CBA路线-1-8,不仅仅是为了堆更多层,它更是一次设计哲学和生产模式的升级。它预示着未来半导体行业可能会更广泛地走向 “功能单元解耦,制造后集成” 的模式,这或许是应对摩尔定律放缓后,继续提升系统级性能与效率的终极答案之一。


网友“观市老王”问: 从投资和市场角度看,西部数据分拆闪存业务让Sandisk独立运营-4,又碰上AI浪潮这个历史机遇。Sandisk这波在3D NAND上的激进投资和技术发布,很明显是想在高端市场,特别是AI存储这块大蛋糕上抢下最肥的一块。但竞争对手们也虎视眈眈。您觉得,Sandisk凭借目前的技术路线(如CBA、HBM等),能否在激烈的竞争中确立足够坚固的壁垒?它的这些新技术,是会快速普及拉低整体存储成本,还是能在一段时间内维持较高的溢价能力?

答: 老王这个问题,视野开阔,直击商业本质。Sandisk独立后,确实摆出了 “技术立身,强攻AI” 的架势-4。当前的竞争,可以说是“战国时代”,Sandisk想杀出重围,靠一两个技术亮点是不够的,必须构建一套立体的竞争力壁垒。

第一层壁垒是“技术组合拳”,而非单一技术。 Sandisk手里有几张好牌:用于颠覆传统架构的CBA技术、瞄准高带宽内存(HBM)替代市场的HBF(高带宽闪存)技术-4、以及面向海量数据存储的UltraQLC SSD-3。关键在于,这些技术能否形成合力。例如,CBA解决了高密度下的功耗和性能问题-1,使得制造大容量的QLC硬盘成为可能-3;而HBF则试图在AI推理场景下,用巨大的容量优势弥补与HBM的延迟差距-4。如果Sandisk能率先推出基于CBA工艺的HBF产品,或者将极低功耗的特性与数据中心级硬盘深度结合,就能打造出对手难以快速复制的系统性解决方案

第二层壁垒是“生态与标准”的话语权。 Sandisk明确表示计划将HBF作为开放标准推进-4,这是一步高棋。在AI硬件栈中,存储接口和协议的标准至关重要。一旦其技术路径被主流AI加速器平台(如NVIDIA、AMD、或各大云厂商的自研芯片)所采纳和支持,就能建立起强大的生态护城河。客户粘性将不再仅仅源于产品性能,更源于整个软件、驱动和系统架构的适配与优化。

关于您提到的溢价能力与普及速度问题,我认为会呈现一个 “短期分层,长期普惠” 的格局。

  • 短期(未来2-3年):在AI训练和推理、高性能计算这些对存储带宽和容量有极致需求、且对价格相对不敏感的“塔尖”市场,Sandisk的先进技术(如早期的HBF、256TB QLC SSD)可以维持较高的溢价。因为客户是在为“时间”和“算力利用率”买单,谁能更快处理完数据、减少GPU等待,谁就值更高的价钱-3

  • 中长期:随着CBA等先进制造技术走向成熟、良率提升、规模效应显现,其带来的高密度、低成本优势必然会向下渗透。就像当年的3D NAND一样,最终受益的是整个消费级市场。我们可能会看到,用相对低廉的价格买到4TB、8TB的高性能消费级SSD逐渐成为常态-8。届时,竞争的重点可能会从纯粹的堆叠层数竞赛,转向基于系统级优化的能效比、可靠性以及特定场景(如汽车、边缘计算)的深度定制能力-8

Sandisk的挑战在于,能否用其在高端市场获得的技术和品牌红利,快速反哺和扩大生产规模,同时保持研发迭代速度,确保在技术普及的过程中,自己已经奔向下一个创新高地。这场仗,既考验技术硬实力,也考验战略定力和市场运营的软实力。