D5cde76344536658476c1d695fbbe68b 快閃記憶體過去一直在比拚半導體製程,晶圓廠普遍期望透過製程演進,壓低製造成本以增加利潤。近年則是開始轉向 3D 技術,Samsung 投入最早並且實際量產應用多時,普遍被視為業界指標。只不過在最新的 64 層堆疊競賽,外傳 Toshiba 後來居上,有可能比 Samsung 更早投產。

Toshiba 與 WD 雙方(Toshiba 原合作對象為 SanDisk,已被 WD 併購),相當積極投注資金建立快閃記憶體新廠房,藉以挺進 3D 快閃記憶體大賽。Toshiba 於四日市甫完工的第二廠房,同樣與 WD 一同出資合作,是專門為投產 3D 快閃記憶體所打造。Toshiba 將自產的 3D 快閃記憶體稱為 BiCS(bitcost scalable),當前最主要競爭對手,是命名為 V-NAND 的 Samsung。

Sansung 相當積極投入 3D 技術研發,於 2013 年開始陸續量產與應用,第一代產品堆疊數量為 24 層。2014 年所推出第二代產品,堆疊層數已經達到 32 層,而 2015 年上半年發表的第三代產品增加到 48 層,已經應用在自家固態硬碟產品線。投入量產時程較晚的 Toshiba,去年才開始陸續發布產品訊息,儘管堆疊數量也達到了 48 層(定義為第二代產品),就步調而言是比 Samsung 慢一些。


▲ 圖例為 Toshiba 於 2015 年 8 月所發表 BiCS 顆粒,規格為 48 層堆疊、256Gbit、TLC 類型。

下一場競賽目標確定為堆疊 64 層,Samsung 基於歷史背景因素,普遍被預估將能夠搶先實現量產。不過日前傳出消息,Toshiba 打算在今年第三季開始投產 64 層產品(定義為第三代產品),這比 Samsung 規劃時程早了一季。Toshiba 之所以能夠逆轉超前,或許和過去幾年一直和 SanDisk 攜手合作,投注相當多資金在技術開發與擴廠,經過長時間累積得來的甜蜜結果。

如開頭所提到新落成廠房,如果 Toshiba 現行技術確實可以投產 64 層產品,那麼實現之餘也能兼顧產能。話說 3D 快閃記憶體到底有什麼好處呢?以相同半導體製程與容量為例,3D 技術生產的體積小相對可以切割封測更多顆粒,和既有 2D 技術相同的體積條件下,儲存密度優勢可以提供更多容量。如過去單一晶圓容量只到 128Gbit,3D 快閃記憶體除了實現 256Gbit,現行最高容量更達到 384Gbit。

這儲存密度效益,除了可以降低成本或提升容量,也不再需要追逐半導體製程演進。因此除了 Samsung 與 Toshiba,包含 Micron、SK hynix 等廠商,都相當積極投入布局。不過就現實而言,這對台灣消費者來說還有點遙遠,畢竟能購買到的產品裡採用率極低。當前比較明確的只有 Curcial,稍早前所推出 MX300,採用了母公司 Micron 的 32 層 TLC 類型顆粒,因此仍然算是未來式。

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