3D NAND 芯片级拆解比较,位密度:长江存储吊打三星!

2023-01-15 10:41:45 来源:EETOP

最近国外知名逆向分析机构TechInsights拆解分析了包括三星、SK 海力士、美光和长江存储最先进的3D Nand存储器。

TechInsights凭借其 232 层 Xtacking 3.0 在商业产品中的现成应用,长江存储目前似乎已经遥遥领先。TechInsights 将长江存储 128-L、232-L 与三星、SK 海力士和美光的 128 层和 176 层解决方案进行了比较,查看芯片尺寸、位密度、有源层、字线间距等因素。

随着 TechInsights 继续分析长江存储 232 层 3D NAND,我们认为进行比较是必要的。我们将长江存储的 1024 Gb (1 Tb) 三级单元 (TLC) 232-L 3D NAND 与我们从三星、SK 海力士和美光检测的最新 512 Gb TLC 3D NAND 芯片(见表 1)进行了比较。

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一直到 128-L(包括 128-L),3D NAND 一直由三星凭借其超高纵横比 (UHAR) 孔蚀刻实现的单层工艺主导。三星仍然以最小的字线 (WL) 间距领先,这允许堆叠更多层,同时最大限度地减少对垂直通道 (VC) 高度和狭缝深度的工艺要求的影响。虽然看起来三星可能拥有最低的128-L工艺成本,但它并没有最低的芯片尺寸。这一点很重要,因为芯片尺寸面积越小,在300毫米的晶圆上可以制造的芯片就越多,从而获得更多的利润。

三星开始在176-L(三星的第七代3D NAND)采用外围单元(COP)方法,这导致了从128-L到176-L的显著减小。类似的方法已经被美光从32-L(美光的第一SK 海力士从 96-L(SK 海力士的第四代3D NAND)开始使用类似的方法之后,SK 海力士将其称为 4D NAND,边下单元或PUC)。长江存储在64-L (YMTC的第二代3D NAND)应用Xtacking,通过将内存阵列置于外围电路上,实现了减小裸片尺寸的类似优势。裸片面积的减小以及有源字线(AWL)的增加提高了位密度。

我们最近拆解分析的YMTC 232-L六平面1 Tb TLC芯片,,中心为x解码器(见图1),最高比特密度为15.03 Gb/mm2。

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图 1:YMTC 232-L 1 Tb 芯片的裸片图像。

图2显示了位密度 (Gb/mm2) 与 AWL的数量。我们预计即将推出的232/238L芯片的位密度将达到约15 Gb/mm2.在 ISSCC 2022 上,三星 2xx-L 测试车(带有带边缘 X 解码器的四平面 1 Tb TLC 芯片)的位密度为 11.55 Gb/mm2。我们预计位密度将增加到14.5 Gb/mm以上。使用生产掩码集时。SK 海力士 238-L 带中心X解码器的六平面1 Tb TLC芯片估计为14.75 Gb/mm2,比上一代增加了 34%。美光的232-L 六平面 1 Tb TLC 芯片据称为14.60 Gb/mm2。

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图 2:位密度与AWL的关系

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在 232/238-L,长江存储的位密度最高,而三星预计位密度最低。这对 NAND 市场意味着什么?这是否意味着三星将退出竞争?当然不是。要考虑的更重要的因素之一是总体成本,因此成本/位的指标是最理想的比较数据。TechInsights正在努力计算每比特成本后续将为大家提供此信息。

原文:

https://www.techinsights.com/blog/comparison-latest-3d-nand-products-ymtc-samsung-sk-hynix-and-micron

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