繼美光之后，SK海力士宣布完成了業內首款多堆棧176層4D閃存的研發，容量512GB/64GB，TLC。SK海力士透露，閃存單元架構為CTF（電荷捕獲），同時集成了PUC技術。公司將樣品提供給controller公司去制作解決方案產品

海力士一直在推廣96層NAND Flash產品中的4D技術，該產品將電荷阱閃存（CTF）與高集成度Peri相結合，并采用單元（PUC）技術。新的176層NAND閃存是第三代4D產品，從制造上來說，其能夠確保業內最佳的每片晶圓產出。與上一代相比，除了容量增加35%，它采用2分裂單元陣列選擇技術后，單元的讀取速度比上一代提高了20%，在不增加進程數量的情況下，采用加速技術的數據傳輸速度也提高了33%，達到1.6Gbps。

電荷阱閃光燈（CTF）

與浮柵將電荷存儲在導體中不同，CTF將電荷存儲在絕緣體中，消除了電池之間的干擾，提高了讀寫性能，同時與浮柵技術相比，減少了單位電池面積。在CTF架構中，沒有浮柵，數據被臨時存放在閃存內由氮化硅成的非傳導層，也就是所謂的保持室（Holding Chamber）中，從而可以獲得更高等級的可靠性與更好的存儲電路的控性。大多數3D NAND公司正在采用CTF。

PUC技術

這是一種通過在電池陣列下放置外圍電路而使生產效率最大化的技術。那SK海力士的4D NAND與競爭“對手”3D NAND的區別是什么呢？SK海力士稱其結合了自身CTF設計與Periphery Under Cell（PUC）技術。簡單來說，3D閃存由陣列和外圍電路兩個主要組件組成。與傳統3D NAND相同，SK海力士的陣列是垂直堆疊的層用于存儲數據，而外圍電路排列在單元邊緣。由電路控制陣列，但隨著NAND層的增加，它就會消耗芯片空間，增加復雜性與尺寸大小，由此增加產品的最終成本。

為了解決這一問題，SK海力士的4D NAND采用了PUC設計，將外圍電路放置在陣列之下而不是圍繞，來提高存儲密度，同時降低成本。然而，這與英特爾和美光首次推出第一代3D閃存設計相同，那邊稱之為“CMOS under Array”（CuA）。并且，三星也已經宣布其將來會轉向CuA型設計，因此這絕不能算是新技術了。

2分單元陣列選擇技術（2-division cell array selection technology）

字線在NAND閃存電路中向電池施加電壓。層數越多，字線越薄，就會降低細胞的高度，對字線的電阻越大，就會影響速度。通過將連接字線的電池與現有的電池相比分成兩部分，可以降低電阻，從而縮短施加電壓的時間，提高讀取速度。

電池層間高度降低技術

隨著層數的增加，通過鉆孔形成存儲單元就會變得困難。這導致電阻增加，電流減少，難以保證性能和可靠性。為此，這就需要盡可能降低單元間層的高度，但這會增加單元間的干擾和缺陷率。電池層間高度降低技術不僅大幅降低了176層的電池層間高度，而且通過相關工藝和設計技術確保了具有競爭力的性能/可靠性。

層變定時控制技術

增加層數和降低層高往往會導致通道孔扭曲和單元散射惡化，從而降低每一層的性能和可靠性。該技術根據每層的特性調整施加電壓的數量和時間，以保持均勻的電池特性，提高了性能和可靠性。

超精密定位技術

由于隨著層數的增加，不可能一次鉆出用于單元形成的孔，所以使用兩次鉆出孔的雙堆疊工藝。雙堆疊技術的核心是使堆疊誤差最小化。如果堆棧沒有正確對齊，將導致堆棧之間的電流流動不順暢，并發生惡化，降低成品率、性能和可靠性。SK海力士自2017年推出72層的產品以來，就一直在使用雙堆疊技術，對176層產品進行了改進，并基于自身的專業知識，實時自動校正孔的位置和尺寸。

存儲廠商們各自努力，176層頂峰見實力

在全球NAND市場份額中，雖然美光排在第七位，但是在堆疊能力方面，美光卻毫不遜色。美光是第一家發布176層3D NAND的存儲廠商，其第五代3D NAND閃存是176層構造，這也是自美光與英特爾的存儲器合作解散以來推出的第二代產品。2020年11月9日，美光宣布將批量發售世界上第一個176層3D NAND。

據美光官網介紹，該176層NAND采用了獨特的技術，替換門架構將電荷陷阱與CMOS陣列下（CuA）設計相結合，與同類最佳競爭產品相比，其die尺寸減小了約30％。

三星電子作為全球NAND領導者，占有33.8％的市場份額，如果三星想在很長一段時間內保持這一頭把交椅，就必須始終走在前面。三星電子計劃在2021年上半年大規模生產具有170層或更多層的第七代V-NAND閃存，并將使用字符串堆疊方法，結合兩個88L模具，新芯片還將采用“雙棧”技術。行業觀察家表示，由于三星電子改變了其堆疊方法，該產品的發布已被推遲。

西部數據于今年1月份宣布，它已經成功開發了其第五代3D NAND技術BiCS5，BiCS5設計使用112層，而BiCS4使用96層。

長江存儲進步非凡，他們堅持創新發展，走差異化的路線，于2018年7月正式推出自家的獨門絕技Xtacking?架構。傳統3D NAND架構中，外圍電路約占芯片面積的20~30%，降低了芯片的存儲密度。隨著3D NAND技術堆疊到128層甚至更高，外圍電路可能會占到芯片整體面積的50%以上。Xtacking?技術將外圍電路置于存儲單元之上，從而實現比傳統3D NAND更高的存儲密度。2020年4月，長江存儲搶先推出了128層QLC 3D NAND閃存芯片X2-6070。目前長江存儲的技術已經處于全球一流的水準，下一步就是解決產能的問題。

編輯：hfy