来源:全球半导体观察 原作者:奉颖娴
ai人工智能正推动存储器产业强劲发展,ai应用带来了海量数据增长,存储容量与性能需求大幅提升,nand flash技术重要性不断凸显。因此,存储大厂积极布局以hbm为代表的dram产业的同时,也并未忽视nand flash的发展。最新消息显示,三星、铠侠两家大厂nand技术迎来新进展。
三星于今年4月宣布其第九代v-nand 1tb tlc产品开始量产,今年下半年三星将开始量产四层单元(qlc)第九代v-nand。与第八代v-nand相比,第九代v-nand 1tb tlc产品提高约50%的位密度(bit density),功耗也降低了10%。
近日韩媒the elec报道,三星正在其第九代v-nand“金属布线”(metal wiring)环节中首次使用钼(mo)材料。
图片来源:三星
“金属布线”是半导体制造过程的一大工艺,使用不同的方式连接数十亿个电子元器件,形成不同的半导体产品。目前, nand工艺中所使用的材料是六氟化钨(wf6),随着钨材料在降低层高方面不断触及物理极限,三星开始锁定钼作为替代材料。据悉,三星的这一转变有望进一步缩减层高并降低nand响应时间,性能将进一步提升。
不过,引入钼材料要求生产设备能够耐高温处理,将固态钼原材料加热至600 ℃以转化为气态,为此三星已从lam research公司引进了五台mo沉积机,还计划明年再引进20台设备。此外,三星正与多家相关供应商紧密合作,包括entegris和air liquide公司。
除了三星之外,报道指出美光等存储大厂也在探索钼应用于nand生产的可行性。
7月3日,铠侠宣布已经开始使用第八代bics flash 3d闪存技术,向客户提供2tb bics8 flash qlc闪存样品,该款产品在业内拥有最大容量,有望推动包括人工智能在内的多个应用领域成长。
据悉,铠侠通过专有工艺和创新架构,在存储芯片的垂直和横向扩展上均取得了突破,并采用了cba(cmos直接键合到阵列)技术,以制造更高密度的设备,并提供3.6gbps接口速度。
图片来源:铠侠
铠侠表示,与公司当前第五代qlc设备(铠侠产品中容量最高)相比,2tb bics8 flash qlc闪存位密度约提高了2.3倍,写入能效比提高了约70%,全新的qlc产品架构可在单个存储器封装中堆叠16个芯片,从而为业界提供4tb容量,同时,它还具有更小的封装尺寸(11.5 x 13.5毫米)和1.5毫米的封装高度。
除了2tb qlc之外,铠侠还在其产品组合中增加了1tb qlc存储设备。与容量优化的2tb qlc相比,性能优化的1tb qlc的顺序写入速度大约提高了30%,读取延迟大约改善了15%。1tb qlc将被部署于高性能应用中,包括客户端ssd和移动设备。
与多层单元(mlc)和三层单元(tlc)设备相比,qlc nand每个单元可以存储更多数据,显著提升存储性能。因此,无论是三星还是铠侠,针对qlc nand皆有布局。
此前qlc nand主要应用于pc oem和消费级ssd领域,随着ai大模型不断普及,数据中心存储需求不断激增,qlc nand尤其是qlc ssd有望在ai、大数据领域大显身手。
受益于ai需求推升,全球市场研究机构trendforce集邦咨询预估,2024全年qlc enterprise ssd出货位元上看30eb(eb;exabyte),较2023年成长四倍。
图片来源:拍信网
trendforce集邦咨询认为,qlc ssd在ai应用搭载提升有两大原因,一是该产品的读取速度,二是tco(总体拥有成本;total cost of ownership)优势。由于ai推理服务器主要以读取为主,资料写入次数不若ai训练型服务器(ai training server)频繁,相较hdd,qlc enterprise ssd读取速度更胜,且容量已发展至64tb。
此外,实际上目前通用型服务器采用的hdd产品主流容量在20~24tb,而qlc enterprise ssd(64tb)单个产品运转除了较hdd节省电力外,在存储容量布局上,qlc所需使用空间减少,可大幅降低tco成本。ai training已然成为重度电力消耗应用,因此节能将成为存储产品的优先考量,故大容量qlc enterprise ssd产品更是大宗ai客户寻求的yb体育app官方下载的解决方案。
封面图片来源:拍信网