摘要:铠侠控股(以下简称铠侠HD)于2025年6月5日召开经营方针说明会,公司执行副总裁兼首席执行官太田宏夫介绍了旗舰产品BiCS FLASH的发展路线图和关键技术,以及目前正在开发的新型内存解决方案。
BiCS FLASH的发展路线图和关键技术,来了!
铠侠控股(以下简称铠侠HD)于2025年6月5日召开经营方针说明会,公司执行副总裁兼首席执行官太田宏夫介绍了旗舰产品BiCS FLASH的发展路线图和关键技术,以及目前正在开发的新型内存解决方案。
太田先生首先谈到了内存技术的演进。他解释说,随着人工智能(AI)的普及,闪存正通过满足各种需求,包括提升位密度、可靠性、性能和能效,来支持人工智能的普及。他还提到,内存容量已从1991年的4M位增加到目前正在量产的第八代BiCS FLASH的2T位,增加了50万倍。他强调:“在此过程中,SLC、MLC、TLC和QLC(四级单元)等新的内存技术应运而生,其中许多技术都由铠侠创造。我们相信,我们将继续引领行业的技术创新。”
Ohta强调:“NAND闪存的成本竞争力取决于芯片上能装载多少比特。” 一般来说,提升比特密度的方法有四种:增加层数、以平面方式减小芯片面积、引入新架构以及像QLC那样逻辑地提高比特密度。但他表示:“投资额度因方法而异,因此,如何减少投资并提高比特密度,在技术发展战略方面至关重要。”
除了增加层数外,铠侠HD还通过结合平面缩小等方法来实现位密度的最大化。太田解释说:“一般来说,其他公司专注于通过增加层数来提高位密度,但除此之外,我们的优势在于在平面方向上缩小芯片面积。” 他继续表示,他们正在通过各种开发要素来追求位密度的最大化,例如引入CBA(CMOS直接键合阵列)等新架构以及早期引入QLC。
在平面方向的微缩技术方面,该公司利用与合作伙伴共同开发的新技术OPS(On Pitch SGD),实现了字线层的面积开销的降低。在现有的布局中,直到第六代BiCS FLASH,为了能够单独选择物理页面,在字线层中创建了非活动内存孔,以提供物理隔离。在第八代中,OPS技术用于在内存孔之间创建这种隔离,从而降低了面积开销。
作为一种新的架构,CBA技术应运而生。他解释说,从CNA(CMOS Next to Array,即CMOS阵列旁路技术)到CUA的过渡降低了CMOS的面积开销,但“连接CMOS和存储单元的布线开销仍然存在”。第八代引入的CBA技术通过分别处理CMOS和单元阵列并将它们粘合在一起,进一步降低了这一开销。Ohta强调:“铠侠也为能够成为这项技术的行业领导者而感到自豪。这项CBA技术能够在最佳温度条件下处理CMOS晶圆和存储单元晶圆,从而最大限度地发挥它们各自的性能,最终实现在接口和单元性能方面极具竞争力的产品。”
平面缩小、新架构和逻辑缩小。来源:Kioxia Holdings
他最后提到的是逻辑微缩(多值化),例如QLC。铠侠HD从第四代BiCS FLASH(三维闪存)开始生产QLC,并强调公司也一直在该领域做出先进努力,并于2007年在二维70纳米工艺中开发了QLC产品。Ohta补充道:“QLC产品是一种通过在TLC产品的性能和可靠性之间做出权衡来降低成本的技术,因此我们在开发QLC产品时会仔细考虑每个市场的规格要求。”
2024年12月,铠侠HD在国际会议“IEDM”上发布了名为“HCF(水平通道闪存)”的新技术,通过水平排列通道来提高存储密度。
在发布会上,有人问及HCF的引入时间,Ohta回答道:“有传言称竞争对手能够堆叠1000层,但我们相信从技术上来说,我们也能做到。然而,成本和性能是否能达到最终用户实际使用的水平,是一个很大的疑问。到那时,我们认为最终可能需要过渡到概念不同的HCF技术,我们正在将此作为一种选择。” 至于时间框架,该公司正在考虑从2030年代中期开始过渡。
太田先生还概述了BiCS FLASH未来的技术战略。
该公司计划沿着两条轴线进行发展:除了通过增加层数来实现大容量和高性能的传统产品阵容之外,该公司还计划利用CBA技术将现有的单元技术与最新的CMOS技术相结合,以实现高性能并降低投资成本。
对于首批高容量、高性能产品,公司计划结合进一步堆叠和平面缩小,开发高位密度、大容量的第10代及后续代产品,以满足企业级和数据中心SSD市场的需求。
对于注重性能的第二个产品组,我们利用CBA技术,将现有世代存储单元与实现高速的CMOS技术相结合,开发了满足各种尖端应用需求的第九代存储单元。通过利用现有世代存储单元,我们将能够减少堆叠所需的资本投资,同时满足搭载AI的边缘应用的需求。
Ohta表示:“通过这两项发展战略,我们将在保持最佳投资效率的同时,开发出满足尖端应用先进需求的有竞争力的产品。”
BiCS FLASH 路线图。来源:Kioxia Holdings
Ohta表示:“通过这两项发展战略,我们将在保持最佳投资效率的同时,开发出满足尖端应用先进需求的有竞争力的产品。”
引入CBA技术的优势
下图总结了从第五代到第十代的性能/位密度的演变。
第 5 代到第 10 代的性能/位密度演变。来源:Kioxia Holdings
通过引入CBA技术,第八代产品实现了公司所称的“业界领先水平”的接口速度和功率效率,同时实现了高位密度。Ohta强调:“第八代产品在性能、功耗和可靠性方面获得了众多客户的良好反馈和评价。此次引入的CBA技术使我们领先竞争对手两代,这一优势将进一步增强铠侠SSD产品的竞争力和产品阵容。”
关于进军新市场的努力,他在展示存储器层级结构的同时,还解释说,除了目前业务核心的TLC和QLC NAND之外,公司还在开发其他存储器。在DRAM领域,他以OCTRAM(氧化物半导体通道晶体管DRAM)为例,这是一种采用InGaZnO晶体管的新型DRAM结构,其开发着眼于用于低功耗AI和后5G时代的系统存储器。
他们还提到了“X-FLASH”,这是一种填补TLC NAND和DRAM之间延迟差距的存储级内存。他们计划开发“超高IOPS SSD”(详情见下文)和“CXL-XL”,作为利用X-FLASH的新解决方案。
进军新市场的举措。来源:Kioxia Holdings
CXL-XL 是一款采用 CXL 接口技术的内存,该技术可在 CPU 之间共享内存空间,样品计划于 2026 年下半年发货。太田表示:“随着计算规模越来越大、越来越分散,以执行更高级的计算,仅使用 DRAM 扩展内存容量在成本和功耗方面都面临挑战。CXL-XL 将满足 DRAM 无法实现的大容量、低延迟内存需求。”
该公司还将继续开发超大容量QLC。QLC SSD目前已在数据中心使用,但“未来我们将开发大容量、低成本的QLC,使其在TCO(总体拥有成本)方面能够与近线HDD相媲美。”
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来源:半导体产业纵横