為什麼NAND快閃記憶體工藝越先進,壽命反而越短?

如題,幾年前的21nm mlc NAND快閃記憶體可以有5000次左右的PE次數,而現在更新工藝之後的15nm mlc NAND卻只有3000次左右的PE次數了。然而cpu與SDRAM晶元卻沒有這個問題,這兩者工藝越先進性能越高,壽命越長。請問這是為什麼?


工藝越先進 --&> 晶體管越小 --&> 絕緣層越窄 --&> 擦除越容易磨損絕緣層 --&> 電子越容易逃逸 --&> 壽命越短

工藝越先進 --&> 晶體管越小 --&> 浮柵中能容納的電子越少 --&> 電子逃逸後電壓變化大 --&> 壽命越短


見圖,這是flash工藝,比生產CPU/sram的cmos工藝多了層浮柵(floating gate)。floating gate和正常control gate以及substrate之間是絕緣層。

通俗的講,隨著工藝的發展,FG和絕緣層都變薄,FG能容納的電子變少,絕緣層對電子的阻擋作用變弱。

對flash的program過程和erase過程,會有電子在FG和襯底之間穿梭。絕緣層和FG變薄,你可以類別薄衣服更容易磨損。大白話,更容易理解。

CPU和SRAM的工藝沒有FG這層,Control Gate上電壓控制源漏之間的電子流動,不會擊穿絕緣層。也不能說是工藝越先進,壽命越長。


謝邀,因為工藝越先進,漏電越明顯。


誰說越先進壽命越長的……

越先進的東西越不可靠,你不知道?

先不說半導體,所有的東西都是越先進複雜度越提升。

所以會導致整個體系出現很多不確定性因素


不然一個快閃記憶體盤戰10年,還怎麼賺錢


先上結論:並不一定是。

製程工藝的不斷提升,考慮到成本降低,容量擴大,滿足市場的需求。必然會從MLC顆粒轉進到TLC顆粒甚至QLC顆粒。

題主問到的「cpu與SDRAM晶元片卻沒有這個問題」,缺忽略了這兩者的提升幅度相較而言非常有限。

而且民用消費級的固態硬碟,如果是256G容量的話,一般TLC顆粒的擦寫次數保守估計到300~500次之間,也就是一共能寫進128TB,基本上5年內天天滿負荷下載「澳門線上賭場」,都用不光。

所以對寫入壽命有要求的都是伺服器和數據中心的客戶群。這一點幾個大的原廠也早就注意到這一點,開始布局3D NAND TLC顆粒,以intel最新的高端企業級SSD P4600 4TB為例,擦寫次數達到了驚人的23.23PB!也就是5800次寫入次數。

同樣的,美光頂級的企業級SSD:9200MAX的6.4TB的也是用的3D NAND TLC顆粒的,寫入次數也要5400次,寫入壽命35.1PC。

如果使用MLC顆粒,成本首先會貴很多,終端消費者能承受么?再者,運用3D堆疊的技術,在同樣大面積的底板上,能極大的擴大容量。而且,超過5000次的寫入壽命,笑傲絕大部分MLC顆粒的固態盤,你確定壽命越來越短了?

所以說,消費者擔心的,廠家早就想到了,就看你的預算夠不夠。


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