鎧俠演示HLC 3D NAND，并展望OLC 3D NAND

目前市面上的SSD大多使用TLC或者QLC 3D NAND閃存，Kioxia（鎧俠）早在2019年就開(kāi)始討論P(yáng)LC 3D NAND閃存，應(yīng)該是閃存制造廠商里的第一家。鎧俠已不滿足于五級(jí)單元的PLC 3D NAND閃存，今年展示了六級(jí)單元的HLC 3D NAND閃存，并且展望未來(lái)八級(jí)單元的OLC 3D NAND閃存。

東芝存儲(chǔ)公司（Toshiba Memory Corporation）2019年更名為Kioxia，中文名稱“鎧俠”在 2019 年已經(jīng)開(kāi)始討論每個(gè)存儲(chǔ)單位 5 位元的 PLC 3D NAND 閃存技術(shù)，時(shí)隔三年后，該公司又開(kāi)始展示每存儲(chǔ)單元 6 位元的 HLC 甚至每存儲(chǔ)單元 8 位元的 OLC 3D NAND 閃存技術(shù)。

在2021年4月份舉辦的第5屆IEEE電子器件技術(shù)與制造會(huì)議（EDTM 2021）上，鎧俠展示了HLC 3D NAND閃存的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了證明HLC 3D NAND閃存的可能性，鎧俠的研究人員將現(xiàn)有的3D NAND閃存芯片浸入液氮，以消除重寫(xiě)周期造成的單元損耗，改善集成電路的物理特性和發(fā)生的過(guò)程。鎧俠成功地在一個(gè)單元內(nèi)寫(xiě)入和讀取6位數(shù)據(jù)，并保持了100分鐘，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)1000次擦寫(xiě)循環(huán)（P/E），當(dāng)然這與低溫有關(guān)。在正常情況下，HLC 3D NAND閃存大約是100次擦寫(xiě)循環(huán)（P/E）。

目前PLC 3D NAND閃存還沒(méi)有商業(yè)化，鎧俠的合作伙伴西部數(shù)據(jù)認(rèn)為，PLC 3D NAND閃存只會(huì)在2025年后對(duì)某些SSD有意義，原因是PLC 3D NAND閃存僅增加了25%的密度，但帶來(lái)了太多的問(wèn)題。相比3D QLC NAND閃存，HLC 3D NAND閃存的密度提高了50%，從商業(yè)角度來(lái)看，可行性更高。研究人員現(xiàn)在的任務(wù)是找到合適的材料、設(shè)計(jì)和控制器，讓HLC和OLC 3D NAND閃存在常溫下具有可操作性和商業(yè)可行性。

對(duì)鎧俠的研究人員來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)合適的控制器讓這類型閃存可以可靠地讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)也不是容易的事。這類型控制器必須支持極其復(fù)雜的ECC算法，還需要有強(qiáng)大的計(jì)算能力，并且不能過(guò)于昂貴。要知道某些情況下，目前QLC 3D NAND閃存的表現(xiàn)并不能讓人滿意，所以TLC 3D NAND閃存不會(huì)很快消失。

如果多層單元3D NAND閃存開(kāi)發(fā)止于PLC，那么閃存制造商不得不專注于增加3D NAND閃存的層數(shù)，以提高存儲(chǔ)密度。目前三星和SK海力士都認(rèn)為，600到1000層是可行的，這也為超高容量SSD打開(kāi)了大門(mén)。