QLC NAND快閃記憶體將接替TLC NAND

三星每個存儲單元4比特（4bit/cell）的快閃記憶體即將面市；據該公司聲稱，四層單元（QLC）NAND晶元將含有更多信息，而價格更低。

三星電子公司的一名官員告訴韓國媒體《Business Korea》：「QLC NAND快閃記憶體目前還沒有投入量產，不過我們內部在為此做準備。QLC NAND快閃記憶體所能存儲的數據量是SLC NAND快閃記憶體的四倍。」

東芝和SK海力士等其他NAND快閃記憶體廠商據稱也在準備生產QLCNAND快閃記憶體。

眼下市面上容量最大的快閃記憶體存儲單元是三層單元（TLC），每個存儲單元3比特。而QLC NAND快閃記憶體在一個存儲單元中存儲4比特的數據。不過QLC快閃記憶體量產比較難，因為其讀取和寫入時間比TLC來得長，晶粒的耐用性也不如TLC。

為了將大量數據塞入到一個存儲單元中，晶元工藝必須尺寸更細小。SLC NAND快閃記憶體需要在一個存儲單元中有兩道可區別1和0的柵（gate），而MLC NAND快閃記憶體和TLC NAND快閃記憶體需要加以分割，分別有四道柵和八道柵。

這還增加了研發和生產的難度。然而，更多的數據可以存儲在同樣大小的圓片上，這可以大大降低價格。

據IHSMarkit聲稱，截至今年第三季度末，TLC NAND快閃記憶體在全球NAND快閃記憶體市場中佔有65%的份額，超過多層單元（MLC）NAND快閃記憶體（37.5%）。考慮到這一點：TLC NAND快閃記憶體和MLC NAND快閃記憶體分別佔有市場的56.1%和43.6%，今年這個市場一直在迅速向TLC NAND快閃記憶體轉變。

據IHSMarkit聲稱，QLC快閃記憶體有望在2018年第一季度面市。

3D NAND的擴展問題

在今年的快閃記憶體存儲器峰會上，三星宣布研發1Tb 3D NAND，而這款NAND將用於明年發布的商用產品。然而，我很想知道4Tb 3D NAND何時上市。

從三星和東芝提供的現有信息來看，TLC 512Gb 3D NAND在大約130mm2見方的晶粒上有64層，假設採用64層的串堆疊（string stacking）。

據BeSangInc.首席執行官Sang-Yun Lee聲稱，沿垂直方向進一步擴展3D NAND的內存將會很難。比如說，為了做出容量大得多的4Tb NAND晶元，就需要8個64層的串堆疊。這樣一來，將共有512層，加工處理圓片大概要花一年，另外內存邏輯和64層單元層的實現也要好多個星期。因此，512層晶元的圓片加工處理時間大概需要45個至53個星期！

這麼一來，實際上不可能做出4Tb NAND晶元。如果考慮使用QLC而不是TLC，頂多只能改進25%。所以，QLC 4Tb 3D NAND就需要410層，圓片加工處理時間大概需要九個月！

3D NAND似乎在擴展方面存在著局限性。那麼，3D NAND很快就會到達壽命的終點嗎？也許離這個節點不太遠。

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