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Xtacking®3.0:长江存储的利剑
在长江存储的闪存技术“武器库”中,晶栈Xtacking® 是他们当之无愧的首要依仗。
据官方资料介绍,在晶栈Xtacking® 架构推出前,市场上的3D NAND主要分为传统并列式架构和CuA(CMOS under Array)架构。而长江存储通过创新布局和缜密验证,经过长达8年在3D IC领域的技术积累和3年的研发验证后,终于将晶圆键合这一关键技术在3D NAND闪存上得以实现。
长江存储表示,晶栈Xtacking® 可实现在两片独立的晶圆上加工外围电路和存储单元,这样有利于选择更先进的逻辑工艺,从而让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。当两片晶圆各自完工后,创新的晶栈Xtacking® 技术只需一个处理步骤即可通过数十亿根垂直互联通道(VIA)将两片晶圆键合,合二为一。值得一提的是,这样的设计却拥有了与同一片晶圆上加工无异的优质可靠性表现,这项技术为未来3D NAND带来更多的技术优势和无限的发展可能。
长江存储进一步指出,在传统3D NAND架构中,外围电路约占芯片面积20~30%,但晶栈 Xtacking® 技术创新的将外围电路置于存储单元之上,从而实现比传统3D NAND更高的存储密度,芯片面积可减少约25%。“晶栈Xtacking® 技术充分利用存储单元和外围电路的独立加工优势,实现了并行的、模块化的产品设计及制造,产品开发时间可缩短三个月,生产周期可缩短20%。此外,这种模块化的方式也为引入NAND外围电路的创新功能以实现NAND闪存的定制化提供了可能。”长江存储方面强调。
按照长江存储的说法,随着层数的不断增高,公司基于晶栈Xtacking® 所研发制造的3D NAND闪存将更具成本和创新优势。而自在长江存储64层产品上首次亮相以来,Xtacking架构迄今已经进行了三代更新。
记得在2018年推出第一代Xtacking®技术产品的时候,当时大多数NAND供应商仅能供应1.0Gbps或更低的速度,但基于Xtacking®技术打造的闪存能有望将NAND的I/O速度提升到3.0Gbps,将其速度提高到主流速度的三倍。
2019年,长江存储又宣布在公司的第三代3D NAND闪存中应用Xtacking® 2.0架构。
据知名分析机构Tech Insights在2021年发布的拆解对比显示,与使用 Xtacking® 1.0(4.42 Gb/mm²、256 Gb)制造的裸片相比,长江存储在Xtacking® 2.0上实现了 92% 的位密度(8.48 Gb/mm²、512 Gb)提升,这表明长江存储对该技术的路线图制定了稳健的未来计划。Tech Insights进一步指出,令人惊讶的是,长江存储凭借其 TLC Xtacking 2.0 NAND 实现了比三星(6.91)、美光(7.76)和 Sk hynix(8.13)更高的密度水平(8.48)