前言

作為一名電子專業的學生，半導體存儲顯然是繞不過去的一個坎，今天聊一聊關于Nand Flash的一些小知識。

這里十分感謝深圳雷龍發展有限公司為博主提供的兩片CS創世SD NAND的存儲芯片，同時也給大家推薦該品牌的相關產品。

一、定義

存儲芯片根據斷電后是否保留存儲的信息可分為易失性存儲芯片（RAM）和非易失性存儲芯片（ROM）。

非易失性存儲器芯片在斷電后亦能持續保存代碼及數據，分為閃型存儲器 （Flash Memory）與只讀存儲器（Read-OnlyMemory），其中閃型存儲器是主流，而閃型存儲器又主要是NAND Flash 和NOR Flash。

NAND Flash 存儲單元尺寸更小，存儲密度更高，單位容量成本更低，塊擦/寫速度快， 具有更長的壽命，多應用于大容量數據存儲，如智能手機、PC、平板電腦、U 盤、固態硬盤、服務器等領域。

NOR Flash 讀取速度更快，具備可在芯片內執行程序（XIP）的特點，在傳輸效率、穩定性和可靠性方面更具優勢，通常用于小容量數據存儲，適宜中等容量代碼存儲（通常在 1Mb~1Gb），在計算機、消費電子（智能手機、TV、TWS 耳機、可 穿戴設備）、安防設備、汽車電子（ADAS、車窗控制、儀表盤）等領域均有應用。

二、NAND Flash

NAND Flash的存儲單元是數據存儲的最小單位，目前閃存已經由數千億個存儲單元組成，通過將電子移入和移出封閉在絕緣體中的電荷存儲膜來存儲數據。

NAND Flash存儲器使用浮柵晶體管，它能在沒有電源的情況下存儲信息。所有的電路都依賴于某種能量來使整個電池的電荷產生差異，這種能量迫使電子穿過柵極，Nand閃存的浮動柵極系統通過使用第二個柵極在電子穿過電池時收集和捕獲一些電子， 這使得粘在浮柵上的電子在沒有電壓的情況下保持原位，在這一過程中不管是否有電源連 接，芯片都能繼續存儲下一個值。

NAND Flash 為大容量數據存儲的實現提供了廉價有效的解決方案，是目前全球市場大容量非易失存儲的主流技術方案。

三、NAND Flash分類

NAND閃存卡的主要分類以NAND閃存顆粒的技術為主，NAND閃存顆粒根據存儲原理分為SLC、MLC、TLC和QLC，從結構上又可分為2D、3D兩大類。

Flash按技術主要分為SLC、MLC、TLC和QLC四大類，對應不同的空間結構，這四類技術可又分為2D結構和3D結構兩大類；2D結構的存儲單元僅布置在芯片的XY平面中，為了提高存儲密度，制造商開發了3D NAND或V-NAND(垂直NAND)技術，該技術將Z平面中的存儲單元堆疊在同一晶圓上。

3D NAND, 即立體堆疊技術，如果把2D NAND看成平房，那么3D NAND就是高樓大廈，建筑面積成倍擴增，理論上可以無限堆疊，可以擺脫對先進制程工藝的束縛，同時也不依賴于極紫外光刻（EUV）技術。

與2D NAND縮小Cell提高存儲密度不同的是，3D NAND只需要提高堆棧層數，目前多種工藝架構并存。從2013年三星推出了第一款24層SLC/MLC 3D V-NAND，到現在層數已經邁進200+層，并即將進入300+層階段。目前，三星/西部數據/海力士/美光/鎧 俠等幾乎壟斷了所有市場份額，并且都具有自己的特殊工藝架構，韓系三星/海力士的CTF，美系鎂光/英特爾的FG，國內長江存儲的X-tacking。

隨著堆棧層數的增加，工藝也面臨越來越多的挑戰，對制造設備和材料也提出了更多的要求。主要包括以下幾個方面：

1）ONON薄膜應力：隨著器件層數增加，薄膜應力問題越發凸顯，會影響后續光刻對準精度；

2）高深寬比通孔刻蝕：隨著深寬比增加，刻蝕難度會顯著增加，容易出現刻蝕不完全、通孔結構扭曲等問題；

3）WL臺階的設計與刻蝕：垂直管狀環柵結構的器件需要刻蝕出精確的臺階結構，保障CT能打到對應位置，而隨著層數增加， 工藝難度加大，需要重新設計WL臺階結構。

四、品牌推薦——雷龍發展代理CS創世SD NAND

對于電子這一專業來說，僅僅從書面上了解一款電子元件是遠遠不夠格的，上手實踐才是第一要義。

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博主拿到手上的芯片型號為：CSNP4GCR01-AMW，其性能如下

這款存儲芯片作為博主正在完成的物聯網項目中表現優異，性能良好，是作為存儲工具的不二選擇。

審核編輯 黃宇