FMS2024展会上的Kioxia展台非常热闹,多项技术演示让参观者目不暇接。BiCS8制造流程的演示首先吸引了人们的注意。Kioxia和WesternDigital宣布BiCS8将于2023年3月出样。
在报道Kioxial的2TbQLCNAND设备和WesternDigital的128TBQLC企业级固态硬盘概念验证演示时,我们曾对其CMOSBondedArray(CBA)方案略有了解。在Kioxia的展台上,我们获得了更多信息。
传统上,闪存芯片的制造包括在闪存阵列外围放置相关逻辑电路(CMOS工艺)。然后,工艺转移到将CMOS放在单元阵列下面,但晶圆开发工艺是系列化的,先制造CMOS逻辑,然后在上面制造单元阵列。然而,这也带来了一些挑战,因为单元阵列需要一个高温处理步骤,以确保更高的可靠性,这可能会损害CMOS逻辑的健康。由于最近晶圆键合技术的进步,新的CBA工艺允许CMOS晶圆和电池阵列晶圆并行独立加工,然后拼接在一起,如上图所示。
BiCS83DNAND包含218层,而BiCS5为112层,BiCS6为162层。公司决定跳过BiCS7(或者说,这可能是作为内部测试工具的短暂一代产品)。这一代产品保留了BiCS6的四平面电荷阱结构。其TLC版本为1Tbit设备。QLC版本有两种容量--1Tbit和2Tbit。
Kioxia还指出,虽然其层数(218层)与竞争对手的最新层数相比并不占优势,但其横向扩展/单元收缩使其在位密度和运行速度(3200MT/s)方面具有竞争力。作为参考,美光最新推出的G9NAND有276层,在TLC模式下位密度为21Gbit/mm2,工作速度可达3600MT/s。然而,其232LNAND的运行速度仅为2400MT/s,位密度为14.6Gbit/mm2。
必须指出的是,CBA混合键合工艺与其他供应商目前使用的工艺相比具有优势,包括美光的CMOSunderarray(CuA)和SKhynix在2010年代末开发的4DPUC(periphery-under-chip)。预计其他NAND厂商最终也会采用Kioxia所用的混合键合方案的某些变体。