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铠侠 BiCS9 3D NAND 样品亮相,彰显闪存技术实力

时间:2025-07-31 09:18:30 浏览:27

铠侠(Kioxia)与闪迪(SanDisk)已正式开始提供其第九代 BiCS FLASH 的样品出货。BiCS FLASH 作为一种先进的 NAND 闪存技术,巧妙融合了传统架构与现代增强功能,在当前的 BiCS8 和即将推出的 BiCS10 之间搭建起了一座关键的桥梁,这也是迈向 BiCS10 更复杂、高密度架构制造和性能调整的重要过渡步骤。

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日前,铠侠在ISSCC 2025上公布了其第十代BiCS FLASH闪存技术。据TomsHardware报道,BiCS10 FLASH 3D NAND闪存采用了CBA(CMOS directly Bonded to Array)技术,将每个CMOS晶圆和单元阵列晶圆单独制造后粘合在一起。这不是什么新鲜事,毕竟在第八代BiCS FLASH闪存技术上就已经这么做了。不过亮点在于,铠侠采用了Toggle DDR6.0接口标准和SCA协议,将NAND I/O接口速度从3.6Gbps提升至4.8Gbps。

速度的提升还有部分原因在于NAND闪存层数的增加,从第八代BiCS FLASH闪存技术的218层增至332层,总层数增加了38%。优化平面布局后,位密度提升了59%,进一步增强了存储密度。铠侠曾表示,到2027年制造总层数达到1000层的3D NAND闪存,显然322层比起来仍然有较大距离。

此外,新一代 3D NAND 闪存还引入了 PI - LTT 技术,有效降低了功耗。其中,数据输入功耗降低了 10%,输出功耗降低了 34%。铠侠首席技术官宫岛秀指出,随着人工智能(AI)技术的广泛普及,预计产生的数据量将呈指数级增长,因此现代数据中心对提高能效的需求也日益迫切。

BiCS10 预计将凭借其尖端的 332 层设计提供更高的容量,而 BiCS9 则采用了更具成本优化的方法,主要面向专为 AI 工作负载和中端存储解决方案构建的企业级 SSD。在这些应用场景中,效率和性能的平衡至关重要。

BiCS9 的独特之处在于其混合结构,通过 CMOS 直接键合阵列(CBA)技术实现。在此工艺中,逻辑单元和存储单元晶圆在优化条件下分别制造,然后键合到单个高性能封装中。这一创新使铠侠能够将成熟的单元结构(如 112 层 BiCS5 或 218 层 BiCS8)与现代 I/O 接口进行灵活搭配。最终,该芯片能够提供高达 3.6 Gb/s 的 Toggle DDR 6.0 速度,在受控测试条件下峰值速度可达 4.8 Gb/s。

尽管 BiCS9 的层数少于 BiCS8 或下一代 BiCS10,但它仍然带来了显著的升级。与之前的 512 GB TLC 设计相比,写入性能提升了 61%,读取速度提升了 12%,写入时的功耗效率提升了 36%,读取时的功耗效率提升了 27%,位密度提升了 8%,进一步彰显了 BiCS9 的精湛工艺,使其能够在不增加成本的情况下提供强劲性能。

Kioxia 的路线图将 BiCS9 定位为一个过渡步骤,使公司能够在 BiCS10 更复杂、更高密度的架构之前改进制造技术和性能调优。这一战略尤为重要,因为 AI 驱动的数据工作负载需要更快、更低功耗、能够以最小延迟为 GPU 提供数据的存储解决方案,尤其是在AI 热潮带来的极度扩张背景下。

Kioxia 的 BiCS9 方案与三星和美光等竞争对手形成了鲜明对比,后者正积极拓展层数以实现产能提升。竞争对手纷纷将层数提升至 300 层以上,而 Kioxia 则专注于混合架构,以加快产品上市速度并提高成本效益。与 SanDisk 这样面向消费者的行业资深人士合作,确保了 Kioxia(NAND 闪存的发明者)能够通过混合研发策略保持强大的竞争力。

铠侠与闪迪的长期合作关系对 BiCS 系列的打造起到了至关重要的作用,将日本的制造专业知识与闪迪在存储市场的深厚影响力完美结合。自 2006 年合资成立以来,两家公司已共同开发了多代 3D NAND 技术,不断突破扩展和性能的极限。BiCS9 作为铠侠的全新旗舰产品,同时也体现了铠侠自身在树立行业新标准方面的不懈努力。

对于未来 3D NAND 技术是否会向更高层数发展,铠侠给出了肯定的答案。从技术层面来讲,1000 层以上的闪存堆叠是可以实现的,但取得性能和成本之间的适当平衡非常关键,这也取决于市场对闪存密度、容量、性能的综合需求,然后再进行相应的响应和开发。

由于提高堆叠层数会大大增加成本,技术难度也较大,铠侠将推进包括水平方向在内的存储密度。铠侠曾表示,其实对于闪存来说,重要的不是单纯增加堆叠层数,而是提高存储密度。为此,铠侠正通过更好地平衡堆叠、横向收缩、CBA 技术等来开发新产品,进一步提升性能、降低功耗也至关重要。