海力士第四代3D闪存芯片256-Gbit 72层TLC NAND介绍
拆解分析机构techinsights的分析师探索了第四代3d闪存芯片──海力士（sk hynix）的256-gbit 72层tlc nand，指该芯片具备市场上最高闸极堆栈的产品。。.。。.
在sk hynix的72层（72l） tlc nand闪存中，所谓的p-bics （pipe-shaped bit cost scalable）单元，是利用管线式（pipe）闸极链接每一个nand字符串（nand string）；从其布局可见，该芯片包含4个平面（plane）以及双面字符线开关/译码器（two-sided wordline switches/decoders）。
该内存数组的效率约57%，是因为相对较大的内存与其他周边；而sk hynix的36l与48l产品内存数组效率则分别为67.5%与64.0%。此趋势显示sk hynix应该会为下一代芯片开发尺寸更小巧的设计。
三星（samsung）以及东芝/wd （toshiba/western digital）的64l 3d tlc nans裸晶，有超过65%的内存数组效率；不过以上的内存芯片尺寸以及功能则都差不多。
各家64l与72l 3d nand闪存单元数组效率比较
sk hynix 72l nand闪存的位密度为3.55 gbits/mm2，高于samsung/wd之64l芯片；而美光/英特尔（micron/intel）的64l 3d nand芯片是4种解决方案中位密度最高的，主要是因为采用名为cua （cmos under the array）的独特砖式（title）布局。
64l与72l 3d nand内存芯片位密度比较
在3d nand内存单元架构方面，sk hynix芯片堆栈了总共82个闸极，包括选择器（selector）与虚设字符线（dummy wordlines，dwl）；我们知道有72个闸极是用于主动字符线单元，而最上方的三个闸极则是用于源极与汲极的选择器闸极（selector gates，sg），剩余的7个闸极应该是用于dwl以及隔离闸极（isolation gates）。
在各家厂商的64l nand组件中我们看到：
• samsung采用了总数71个闸极，其中有3个用于sg，4个用于dwl；
• toshiba/wd产品的闸极总数为73个，其中7个用于sg，2个用于dwl；
• micron/intel产品的闸极总数为76个，其中2个用于sg，7个用于dwl。
垂直单元效率计算方法，是主动字符线的数量除以垂直堆栈闸极的总数；其结果就是该3d nand内存单元架构的流程效率。sk hynix 72l产品的垂直单元效率为87.8%，toshiba/wd的64l bics产品也是一样；samsung的64l产品效率则为90.1%，而micron/intel的64l产品效率则为84.2%，如下图所示。
64l与72l 3d nand内存产品的垂直单元效率
sk hynix先前的36l与48l产品是采用单步骤蚀刻工艺来制作分别为43个与55个闸极总数的通道电洞（channel holes）；新一代的72l内存单元则是采用两步骤蚀刻工艺来制作通到电洞。在管线闸极上，较低的42个闸极以及较上方的40个闸极，分别是以两个不同的蚀刻步骤形成。而狭缝（slits）与子狭缝（sub-slits）则是以单步骤蚀刻形成，工艺整合程序如下：
管线闸极铸模成形（下方部位）
通道蚀刻（下方部位）
牺牲层填入电洞；
铸模成形（上方部位）；
通道蚀刻（上方部位）；
牺牲层移除；
通道成形。
micron/intel的64l产品采用双堆栈nand字符串架构，在上部与下部堆栈之间有一个平板（plate）；而sk hynix的72l产品则是采用两步骤蚀刻工艺，而非双堆栈nand字符串，工程师必须要严密控制工艺步骤，以避免上下部位的通道电洞未对齐；该电洞的尺寸在256 gbit 72l产品约只有10纳米。更多关于sk hynix 72l nand闪存的分析，请点此链接阅读。
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该内存数组的效率约57%，是因为相对较大的内存与其他周边；而sk hynix的36l与48l产品内存数组效率则分别为67.5%与64.0%。此趋势显示sk hynix应该会为下一代芯片开发尺寸更小巧的设计。
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• samsung采用了总数71个闸极，其中有3个用于sg，4个用于dwl；
• toshiba/wd产品的闸极总数为73个，其中7个用于sg，2个用于dwl；
• micron/intel产品的闸极总数为76个，其中2个用于sg，7个用于dwl。
垂直单元效率计算方法，是主动字符线的数量除以垂直堆栈闸极的总数；其结果就是该3d nand内存单元架构的流程效率。sk hynix 72l产品的垂直单元效率为87.8%，toshiba/wd的64l bics产品也是一样；samsung的64l产品效率则为90.1%，而micron/intel的64l产品效率则为84.2%，如下图所示。
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管线闸极铸模成形（下方部位）
通道蚀刻（下方部位）
牺牲层填入电洞；
铸模成形（上方部位）；
通道蚀刻（上方部位）；
牺牲层移除；
通道成形。
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