随着人工智能（AI）相关半导体对高带宽存储（HBM）需求的推动，NAND闪存市场也感受到了这一趋势的影响。近日，铠侠在首尔举行的IWM 2024 会议上概述了1,000 层 3D NAND 的技术路线图。并预测到2027 年 NAND芯片密度将达到 100 Gbit/mm2，具有 1,000个字线（存储单元）层。

｜更高层数的NAND 带来了什么?

NAND芯片的堆叠层数越多，其主要性能上的好处包括增加了存储密度、改善了读写速度、提升了输入输出效率、降低了功耗、缩小了物理空间占用。这一系列的优点对于小型化、高性能的移动设备和固态硬盘（SSD）等产品尤为重要。

对于NAND 行业而言，NAND闪存类存储本身处在 AI生态链中，任何数据如果没有SSD 便无法运转起来，因此大模型兴起客观上就会引发对NAND 需求。

随着堆叠层数的提高，毫无疑问将实现容量的提高以及单位成本的降低，随之SSD 的价格也有所下探。

｜1000层都未必是终点

3D NAND 层数普遍从2014 年的24 层增加到2022 年的238 层，八年间增长了10 倍。Kioxia表示，以每年1.33 倍的增长率，到2027 年将可达到1,000 层的水平。

增加3D NAND 器件中的有源层数量是当今提高闪存记录密度的最佳方法，因此所有3D NAND 制造商都努力每1.5 到 2年就推出新的工艺节点来实现这一目标。虽然当下的竞争主要聚焦在200 层左右，但是200 层远远不是终点，近两年已经有巨头开始瞄准1000 层堆叠的3D NAND。

需要注意的是，1000层 NAND可没有那么好做。从理论上讲，堆叠1000 层以上的NAND 是可行的，但需要解决堆栈过程中的沉积和蚀刻问题。

具体来看，在2D NAND 的发展进程中，光刻技术是推动其发展的关键工艺，3D NAND 则完全不同，存储单元以垂直堆叠的方式实现容量的增长。

Lam Research 电介质首席技术官Bart van Schravendijk 表示，3D NAND 堆叠到 96层时，实际沉积层数已经达到了192 层以上，其中，氮化硅层的均匀性将成为影响器件性能的关键参数。

除此之外，3D NAND 工艺流程中最困难的部分当属高纵深比要求的蚀刻工艺。在3D NAND 结构中，必须通过蚀刻工艺从器件的顶层到底层蚀刻出微小的圆形孔道，将存储单元能够垂直联通起来。

Lam Research 表示，对于 96层 3D NAND晶圆来讲，蚀刻的纵深比高达70：1，而且每块晶圆中都要有一万亿个这样细小的孔道，这些孔道必须互相平行规整。随着堆叠层数的增加，蚀刻工艺的难度也会逐渐增大。

这也意味着倘若未来堆叠的层数超过1000层，芯片厂商或将需要面临越来越复杂、昂贵的工艺。到时候，存储产业需要找到新的解决方法不断满足人们日益增长的存储需求，当然，这也可能是一种全新的存储介质，各大原厂同样深知这一点，目前也在积极投入研发当中，例如：FeRAM，MRAM，PCM，RRAM等，然而，哪种器件能够突出重围，成为下一代非易失性存储器件，还需时间给出答案。

｜NAND市场，激战打响

三星的1000层NAND计划

三星电子正在积极探索“二氧化铪铁电体”作为下一代NAND闪存材料，希望这种新材料能够堆叠超过1,000层的3D NAND并实现PB级的SSD。

氧化铪铁电材料有望取代目前3D NAND 堆叠技术中使用的氧化物薄膜，从而提高芯片的耐用性和稳定性。三星高管预测，到2030 年左右，其3D NAND 可以堆叠超过1,000 层。

据韩国媒体援引业内人士的话称，三星正与韩国科学技术院（KAIST）合作，加紧开发基于二氧化铪铁电体的3D NAND 技术。他们的研发成果将在美国夏威夷举行的2024 年 IEEE VLSI 技术与电路研讨会上展出。

SK海力士开发新一代移动端NAND 闪存解决方案

今年5 月，SK海力士宣布，公司开发出用于端侧（On-Device）AI的移动端 NAND闪存解决方案产品ZUFS（Zoned UFS）4.0。

SK海力士表示：ZUFS 4.0 为新一代移动端 NAND闪存解决方案产品，其产品实现业界最高性能并专为端侧AI 手机进行优化。

ZUFS按数据的各自特性来区分管理智能手机应用程序生成的数据。与现有UFS 不分区域而混合存储的方式不同，ZUFS可以对不同用途和使用频率的数据进行分区（Zone）存储，提高手机操作系统的运行速度和存储设备的数据管理效率。

由此ZUFS 将在长期使用环境下，手机应用程序的运行时间与现有UFS 相比改善了约45%。而且，ZUFS在存储读写性能下降方面实现了4 倍以上改善效果，从而产品的使用寿命也提升了约40%。

SK海力士给客户提供初期试用产品，而基于此产品规格与客户协作开发出符合JEDEC 标准的4.0 产品。公司将于今年第三季度开始ZUFS 4.0 产品的量产。

美光宣布232 层 QLC NAND 现已量产

今年4 月，美光宣布其232 层 QLC NAND 现已量产，并在部分Crucial 英睿达固态硬盘（SSD）中出货。与此同时，美光2500 NVMe SSD 也已面向企业级存储客户量产，并向PC OEM 厂商出样。

美光232 层 QLC NAND可为移动设备、客户端设备、边缘和数据中心存储设备带来无与伦比的性能，其主要优势包括：业界领先的存储密度，比竞争对手最新产品的存储密度提升高达28%；业界领先的2400 MT/s1 NAND 输入/输出（I/O）速度，比上一代产品提升50%；读取性能比上一代产品提升24%；编程性能比上一代产品提升31%。

竞泰观点｜当下时刻，NAND闪存光景大好

自2023 年第四季度以来，存储行业环境改善明显，下游市场需求复苏，存储产品的销量也实现同比大幅增长。

根据TrendForce 集邦咨询最新研究报告表明，受惠于AI 服务器自二月起扩大采用Enterprise SSD 影响，大容量SSD 订单开始涌现，结合PC、智能手机客户因价格上涨持续提高库存储备，带动2024 年第一季NAND Flash 量价齐扬，营收季增28.1%，达147.1 亿美元。

本季排名变动最大在于美光超越西部数据，位居第四名。主要是美光于2023 年第四季价格及出货量略低于其他竞争对手，故第一季营收成长幅度以51.2% 居冠，达17.2 亿美元。

观察第二季趋势，PC及智能手机客户的NAND Flash库存水位已高，加上今年消费终端订单成长仍未优于预期，品牌厂买家备货转趋保守。与此同时，受惠于大容量Enterprise SSD 订单翻倍，带动第二季NAND Flash 产品均价续涨15%，预估第二季NAND Flash 营收有机会再季增近一成。