闪存知识知多少?跟上,带你走进一个神奇的世界!

时代发展的脚步越来越快,技术的更新迭代所需的时间越来越短,近几年,以语音、文字为主的数据通信时代俨然已经是“过去进行时”,大量数据积累和爆发的5G、大数据时代才是“正在进行时”。

大容量存储设备在这样的一个时代显得如此重要,而在这种第四次工业革命风起云涌的大趋势下,闪存在业内独当一面则将成为大势所趋。

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说到闪存,三星是一个不能绕过的名字。自2002年起,三星电子凭借产品及解决方案强悍的性能和质量,连续18年占据闪存行业的领军地位。当闪存遇上三星,一段传奇的故事开始了。

经典背后:悠久的历史与雄厚的技术实力

很多人是近两年才听说闪存这一概念,但是这着实不算是很新鲜。至少早在2002年,三星就已经成为启动1Gb(千兆)NAND闪存量产的企业,在世界闪存领域地位斐然。到了2013年,三星成为启动3DV-NAND闪存量产企业,再一次谱写了历史新篇章。

20世纪90年代,三星就已经巩固了在DRAM存储器市场中的地位,开始进入21世纪,三星依托自身的创新能力与技术实力,开始在闪存领域陆续收获可喜的成果,创造了不少经典的产品。

1999年,三星完成了1Gb NAND闪存的开发,随后,2002年2Gb、2003年4Gb、2004年8Gb、2005年16Gb、2006年32Gb、2007年64Gb,随着新容量产品的开发相继完成,存储器容量阵容不断扩大。

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▲三星电子1Gb NAND闪存(左),2Gb NAND闪存(右)

三星发展微处理工艺的成果同样不俗。2002年,三星成功研发出了90纳米工艺,随后又于2003年、2005年以及2006年分别研发出70纳米、50纳米以及40纳米工艺,在2007年,更是成功开发出在当时被视为微处理工艺领域技术新高度的30纳米工艺。

此外,2006年三星成功研发出了创新CTF(Charge Trap Flash,电荷撷取闪存)NAND技术,克服了当时被广泛采用的浮栅(Floating Gate) 技术所无法逾越的瓶颈,三星也就此开始实现40纳米32Gb NAND闪存的商业化。

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▲浮栅技术与CTF,3D V-NAND技术之间对比

随着微型化与大容量的持续发展,CTF NAND技术也开始面临技术局限。自10纳米工艺的128GbNAND闪存问世以来,存储数据的单元越来越小,从而加剧了电子泄漏干扰的问题。为了克服这一局限性,三星于2013年8月大规模生产了3D垂直NAND(3D Vertical NAND, 3D V-NAND)闪存。

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▲2013年,三星启动3D V-NAND闪存量产

与传统的平面NAND相比,V-NAND同时采用了三星电子独立研发的3D圆柱型CTF(3D Charge Trap Flash)存储单元结构和3D垂直堆叠工艺技术,强化了速度更快、功耗更低、存储单元的耐用性等三大性能,可以更快,更可靠地管理存储在控制门中的电荷。

V-NAND不同于在平面上蚀刻微电路的同时水平排列存储单元的平面闪存,它将单层排列的存储单元垂直堆叠成3D方式。可以说,这是三星电子NAND闪存技术的精髓。它,再次开启了3D立体存储器的全新时代

比想象中更具实力,三星如何走在闪存时代前沿?

对三星闪存的经典产品津津乐道的时候,你或许也会有所疑问,在如今各色各样的闪存产品之前,最初的产品到底是如何诞生的呢?

1984年7月,三星研发出16Kb EEP ROM,虽然它足够“早”,但是由于价格昂贵,且无法克服大容量产品开发局限性,三星开始将目光转向更容易实现商业化的Mask ROM。

当时,Mask ROM主要用于OA设备文本存储,或者作为芯片用于电子词典以及当时盛行的“ 宝石男孩(Gem boy)”或“电子鸡(Tamagotchi)”中,由于除了一些..生产商以外,基本没有其他厂商生产,市场处于供不应求的状态。

1989年,三星独立开发出Mask ROM,且销售规模一度增长到4亿美元,不过由于该产品仅限于特定市场,应用范围并不广,这也使三星闪存业务一度处于生存危机边缘。

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前进的道路总不会是一帆风顺,虽然前路艰难,但是三星已经预测并认识到“闪存决定未来市场”的发展趋势,并坚持进行独立研发。

化压力为动力,探索仍在继续,三星团队重新开展了市场调查,并决定瞄准规模达1亿台的PC市场,对原有市场标准进行一定的调整与转化,以开拓新的市场——这种变化就是实现便携式闪存大众化,尺寸小巧便携的USB存储器开始流行。

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▲ 三星早期USB(左)以及现售中的UFD(USB Flash Drive) 存储器

2002年,三星成功度过危机。而后在2005年,三星又开展了“如果没有市场,那就来创造市场”等积极主动的..策略,以开拓新的市场。当时,在原本以磁带、磁盘为主的音乐播放市场中,开始出现闪存应用的身影。

此后,三星在MP3播放器市场上大获全胜,彻底在闪存领域站稳脚跟。后来,三星通过开拓可替代硬盘的SSD市场等,再次夯实了自己在闪存领域的地位。

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▲ 三星电子闪存开发与量产主要历程

你可能体验到过闪存的小巧,也感受到过闪存的便捷,时间往未来走,三星又会创造怎样一个神奇的闪存世界呢?让我们拭目以待吧!

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