闪存技术BiCS FLASH™的诞生
铠侠的前身东芝于1987年正式研发成功 NAND闪存,并在公元1991年独步全球率先投入量产。透过设计准则及制程,不断提升 NAND 闪存的容量。
然而,在有限的平面制程之下还需提升 NAND 闪存的容量,已相当不容易。
为了解决内存储存量不足的问题,铠侠运用全新技术将闪存芯片垂直堆栈,并在 2007 年发表 3D 闪存堆栈技术。根据上述基础,进一步研发相关技术推出了 3D 闪存 : BiCS FLASH™
3D NAND 特色
高密度与高容量
2D NAND 系指在受限的平面上加上BiCS FLASH™颗粒,但随着需求与技术的演进,平面模式能排列的颗粒相当有限,因此在技术进步的趋势之下促使了3D NAND技术的诞生。
而新技术3D NAND以2D NAND为基础,将堆栈的方式由平面改为立体结构,大幅提升了BiCS FLASH™颗粒可堆栈的空间,除此之外扩增了许多储存空间。
高写入速度
透过3D立体堆栈方式使得BiCS FLASH™单元间的距离相较2D NAND大幅增加,内存单元的变异性下降,单次写入序列所处理的数据判读快,写入速度快。
稳定性高
相较 2D NAND 在平面制程微缩的难度和可靠度问题,3D NAND 垂直堆栈技术工法,大幅增加了BiCS FLASH™单元之间的距离,距离提升后彼此的干扰降低,稳定性提升。
低耗电量
BiCS FLASH™ 提升了写入序列数据量,指令周期明显提升,与2D NAND相比,大幅减少了处理数据的耗费能源,更加节电。
BiCS FLASH™技术演进
以3D NAND立体堆栈方式作为开端,随着技术进步堆栈的层数也越来越高。
由初代的BiCS1经过改良以及新的制程直到BiCS3 才被安装至计算机,时至今日 BiCS5 已被广泛运用,且在技术相对成熟的情况下每颗NAND的单位成本降低,单位储存容量变高以此达到最佳成本效益。
第五代BiCS FLASH™
KIOXIA 与Western Digital 在2020年推出的BiCS5 112-Layer 3D NAND 效能更胜BiCS4 96-Layer 3D NAND,与前一代比较,堆栈技术精进每单位储存容量比BiCS4更提高了将近40%,提升储存量之外,效能也大幅提升,单位成本降低、耗能也更低;据实验数据显示 BiCS5的 I/O效能比BiCS4 提升将近50%。
NAND FLASH应用
闪存的运用无所不在,小至智能型手表及手机大到人工智能、虚拟现实游戏机台等应用。其中BiCS5 3D NAND 大储存量、高速读写,高效传输的特性,特别适合运用在大数据分析如数据中心用 SSD、工业级SSD及企业级 SSD。
对整体产业而言闪存促进了工业4.0的转动,其中人工智能与5G物联网也须透过闪存数据管理、储存以及传输促进产业转型发展,并将其运用在生活中实现自动驾驶的愿景,医疗体系朝向个人化医疗服务等多项用途就此逐步发展成智慧城市。