前言

作為一名電子專業(yè)的學生，半導體存儲顯然是繞不過去的一個坎，今天聊一聊關于Nand Flash的一些小知識。

這里十分感謝深圳雷龍發(fā)展有限公司為博主提供的兩片CS創(chuàng)世SD NAND的存儲芯片，同時也給大家推薦該品牌的相關產品。

一、定義

存儲芯片根據斷電后是否保留存儲的信息可分為易失性存儲芯片（RAM）和非易失性存儲芯片（ROM）。

非易失性存儲器芯片在斷電后亦能持續(xù)保存代碼及數據，分為閃型存儲器 （Flash Memory）與只讀存儲器（Read-OnlyMemory），其中閃型存儲器是主流，而閃型存儲器又主要是NAND Flash 和NOR Flash。

NAND Flash 存儲單元尺寸更小，存儲密度更高，單位容量成本更低，塊擦/寫速度快， 具有更長的壽命，多應用于大容量數據存儲，如智能手機、PC、平板電腦、U 盤、固態(tài)硬盤、服務器等領域。

NOR Flash 讀取速度更快，具備可在芯片內執(zhí)行程序（XIP）的特點，在傳輸效率、穩(wěn)定性和可靠性方面更具優(yōu)勢，通常用于小容量數據存儲，適宜中等容量代碼存儲（通常在 1Mb~1Gb），在計算機、消費電子（智能手機、TV、TWS 耳機、可 穿戴設備）、安防設備、汽車電子（ADAS、車窗控制、儀表盤）等領域均有應用。

二、NAND Flash

NAND Flash的存儲單元是數據存儲的最小單位，目前閃存已經由數千億個存儲單元組成，通過將電子移入和移出封閉在絕緣體中的電荷存儲膜來存儲數據。

NAND Flash存儲器使用浮柵晶體管，它能在沒有電源的情況下存儲信息。所有的電路都依賴于某種能量來使整個電池的電荷產生差異，這種能量迫使電子穿過柵極，Nand閃存的浮動柵極系統(tǒng)通過使用第二個柵極在電子穿過電池時收集和捕獲一些電子， 這使得粘在浮柵上的電子在沒有電壓的情況下保持原位，在這一過程中不管是否有電源連 接，芯片都能繼續(xù)存儲下一個值。

NAND Flash 為大容量數據存儲的實現提供了廉價有效的解決方案，是目前全球市場大容量非易失存儲的主流技術方案。

三、NAND Flash分類

NAND閃存卡的主要分類以NAND閃存顆粒的技術為主，NAND閃存顆粒根據存儲原理分為SLC、MLC、TLC和QLC，從結構上又可分為2D、3D兩大類。

Flash按技術主要分為SLC、MLC、TLC和QLC四大類，對應不同的空間結構，這四類技術可又分為2D結構和3D結構兩大類；2D結構的存儲單元僅布置在芯片的XY平面中，為了提高存儲密度，制造商開發(fā)了3D NAND或V-NAND(垂直NAND)技術，該技術將Z平面中的存儲單元堆疊在同一晶圓上。

3D NAND, 即立體堆疊技術，如果把2D NAND看成平房，那么3D NAND就是高樓大廈，建筑面積成倍擴增，理論上可以無限堆疊，可以擺脫對先進制程工藝的束縛，同時也不依賴于極紫外光刻（EUV）技術。

與2D NAND縮小Cell提高存儲密度不同的是，3D NAND只需要提高堆棧層數，目前多種工藝架構并存。從2013年三星推出了第一款24層SLC/MLC 3D V-NAND，到現在層數已經邁進200+層，并即將進入300+層階段。目前，三星/西部數據/海力士/美光/鎧 俠等幾乎壟斷了所有市場份額，并且都具有自己的特殊工藝架構，韓系三星/海力士的CTF，美系鎂光/英特爾的FG，國內長江存儲的X-tacking。

隨著堆棧層數的增加，工藝也面臨越來越多的挑戰(zhàn)，對制造設備和材料也提出了更多的要求。主要包括以下幾個方面：

1）ONON薄膜應力：隨著器件層數增加，薄膜應力問題越發(fā)凸顯，會影響后續(xù)光刻對準精度；

2）高深寬比通孔刻蝕：隨著深寬比增加，刻蝕難度會顯著增加，容易出現刻蝕不完全、通孔結構扭曲等問題；

3）WL臺階的設計與刻蝕：垂直管狀環(huán)柵結構的器件需要刻蝕出精確的臺階結構，保障CT能打到對應位置，而隨著層數增加， 工藝難度加大，需要重新設計WL臺階結構。

四、品牌推薦——雷龍發(fā)展代理CS創(chuàng)世SD NAND

對于電子這一專業(yè)來說，僅僅從書面上了解一款電子元件是遠遠不夠格的，上手實踐才是第一要義。

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博主拿到手上的芯片型號為：CSNP4GCR01-AMW，其性能如下

這款存儲芯片作為博主正在完成的物聯網項目中表現優(yōu)異，性能良好，是作為存儲工具的不二選擇。

審核編輯 黃宇