電子發燒友網報道（文/黃山明）我們如今正處于信息時代，而存儲作為信息的載體，對當今技術的發展至關重要。通常存儲芯片是以半導體電路作為存儲媒介的存儲器，用于保存二進制數據的記憶設備，也是現代數字系統的重要組成部分。

伴隨著AI服務器、車載等領域的快速發展，對存儲需求也在快速提升，促使存儲技術的加速迭代。近期，許多新型存儲產品相繼問世，也預示著存儲技術已然進入到了爆發期。

首個300層以上4D NAND被披露

近日，SK海力士美國公開了其321層4D閃存開發的進展，并展示了現階段開發的樣品，也成為當下全球首家研發300層以上NAND的企業，并表示將在2025年上半年實現量產。

通常NAND閃存會根據在1個單位中儲存多少個信息來區分規格SLC為1個，MLC為2個，TLC為3個，QLC為4個，PLC為5個等。隨著信息存儲量的增加，在同一晶圓面積上可儲存更多的數據。

據了解，這款321層1Tb TLC NAND的效率比上一代238層512Gb提高了59%，主要得益于數據存儲單元可以以更多的單片數量堆棧至更高，從而在相同芯片上實現更大的存儲容量，進一步提高了單位晶圓上芯片的產出數量。

值得注意的是，此次SK海力士公布的兩個亮點一個是321層堆疊，另一個則是4D NAND。先說4D NAND，想要知道什么是4D NAND，先要了解2D NAND，這些都是閃存的類型。

所謂2D NAND，便是將用于存儲數據的單元水平并排地放置，但放置單元的空間量有限，如果試圖縮小單元則會降低閃存的可靠性。隨著人們需求的不斷增加，2D NAND已經很難在SSD容量上繼續增加，因此3D NAND開始誕生。

3D NAND主要指閃存芯片的存儲單元為3D的，也就是除了平放外，還可以在縱向上疊放單元，從而獲得更高存儲密度來實現更高的存儲容量，還可獲得更高的耐久度和更低的功耗。

但3D NAND也有其劣勢，盡管隨著先進的工藝帶來更大的容量，但3D NAND的可靠性和穩定性以及性能方面都在下降，因為工藝越先進，NAND的氧化層越薄，其可靠性也就越差，廠商就需要采取額外手段彌補這一問題，這必然會提高成本。

這就引入到了4D NAND，其實4D NAND可以被看做是一種特殊的3D NAND，只不過單芯片采用了4層架構設計，結合了3D CTF（電荷捕獲閃存）設計、PUC（制造NAND Flash時先形成周邊區域再堆棧晶體）技術。這樣可以提高NAND閃存的存儲密度和容量，同時降低制造成本，取名為4D，不過是為了更好的營銷。

而層數的堆疊也是在3D或4D的基礎上進行，就好像建造高層樓房一樣將存儲單元垂直堆疊，對企業而言增加堆疊層數并減少閃存單元高度是提升成本競爭力的關鍵。

由于NAND主要用于制造SSD存儲數據，隨著3D NAND和4D NAND的普及，目前市場上消費級SSD容量已經可以達到4TB以上，企業級SSD更是達到了128TB以上。

今年3月份三星電子對外表示，預計在未來十年單顆SSD的容量可達1PB，業界預計QLC/PLC閃存架構與1000層堆疊技術有望助力SSD邁入PB級。

AI助力HBM3e，LPDDR5T通過聯發科性能驗證

由于近年來AI技術的快速發展，尤其是生成式AI的爆發，促使對存儲芯片的快速迭代。這時GDDR和HBM都被推向了市場，此前電子發燒友網也對這些技術做過詳細的報道。

GDDR起初是作為高性能DDR存儲器規格而設計的，后續逐漸發展到一些數據密集型系統，如汽車、AI、深度學習等。

而HBM則是作為GDDR的替代品，主要用于GPU和加速器。GDDR旨在以較窄的通道提供更高的數據速率，進而實現必要的吞吐量，而HBM2e通過8條獨立通道解決這一問題，其中每條通道都使用更寬的數據路徑（每通道128位），并以3.6Gbps左右的較低速度運行，HBM3標準則使用16條獨立通道（每通道64位），速度翻倍。因此，HBM存儲器能夠以更低的功耗提供高吞吐量，而規格上比GDDR存儲器更小。

最新的HBM3e是HBM3的下一代產品，SK海力士也是當前全球唯一一家在量產HBM3的企業，預計將在2024年上半年實現量產HBM3e。也正是因為HBM的優異性能，包括英偉達、AMD、微軟、亞馬遜等在內的科技巨頭都已經向SK海力士下單預購HBM3e。

英偉達最新發布專為生成式AI打造的 GH200 Grace Hopper平臺，便采用了HBM3e。由于需求暴增，SK海力士方面已經決定明年擴大生產，并采用最先進的10nm等級的第五代技術，這些新增產能將大部分用來生產HBM3e。

在移動DRAM上，SK海力士也有了不小的進展。今年初SK海力士便宣布，已成功開發出當前速度最快的移動DRAM產品LPDDR5T（Low Power Double Data Rate 5 Turbo），并已向客戶提供了樣品。

相比LPDDR5X每秒8.5Gb的速度，LPDDR5T速度再次提升了13%，達到9.6Gbps，甚至為了體現其強勁的速度，還在其名稱后加上了“Turbo”作為后綴。

值得注意的是，LPDDR5T仍然運行在JEDEC組織規定的1.01-1.12V超低電壓范圍內，采用1αnm（第四代10nm級別）工藝制造，可以在達到高性能的同時實現低功耗。

此外，SK海力士還向客戶提供了LPDDR5T芯片組合為16GB的封裝樣品，該樣品的數據處理速度可以達到每秒77GB，相當于每秒處理15部全高清電影。LPDDR5T的應用范圍也不只局限于智能手機，還將擴展到AI、機器學習、AR/VR等領域。

而在近期，SK海力士宣布，已經與聯發科下一代天璣旗艦移動平臺完成LPDDR5T內存的性能驗證，預計聯發科的天璣9300將支持LPDDR5T。最快的話，在今年下半年就有望能夠看到搭載天璣9300的智能手機上市，屆時也可以體驗LPDDR5T對其性能到底帶來多少提升。

總結

在生成式AI、機器學習等新興技術的帶動下，存儲技術要求越來越高，不僅需要實現更大的存儲空間、更低的功耗、更快的讀寫速度，同時在成本上也做了一定的要求。為了應對這些需求，越來越高堆疊層數的NAND被推出，而針對不同的應用場景，還推出了如HBM3e，LPDDR5T等相關存儲器，存儲技術正在快速向前推進。

值得注意的是，目前這些最先進的存儲器產品幾乎都是由SK海力士領頭生產。從市場來看，當前SK海力士為全球第二大存儲芯片廠商，市場份額約為24%，第一為三星，市場份額約為39%。隨著這些最新的存儲器產品推出，SK海力士有望向三星發起挑戰。