目前MLC NAND Flash四大阵营中,英特尔和镁光的主流工艺为25nm,三星为27nm,海力士为26nm,而东芝为24nm,基本是同一级别产品。英特尔和镁光在34nm/25nm这两代上都领先一步,东芝后来居上,24nm至少在数字上要比25nm小,芯片密度更高。 英特尔持续投资IMFT工厂,至少让业界对这个产业更有信心,在去年4月,英特尔和镁光发布了世界首个基于20nm工艺制造的64Gb(8GB)MLC NANDFlash,拉开了新的制程竞赛,比如三星和东芝先后宣布了各自的21nm和19nm闪存。
20nm制程下的得与失 按照英特尔的规划,真正在自家SSD上采用20nm闪存需要等到今年的Q3,毕竟新工艺需要很多时间去完善来提高良品率,目前64M20A(产品型号,表示20nm的64Mb闪存)已经量产,尤其是异步颗粒已经能申请采购了,而同步颗粒也进入QS阶段,本月底可以申请采购。16GB的128M20A才刚刚开始进入QS阶段,不过也会很快可以采购了。
英特尔闪存在各制程下Die的比较(4GB-8GB-8GB-16GB) NAND闪存向20nm过渡,最直接的好处是可实现Die(逻辑单元,也称LUN)尺寸以及成本的逐渐减小,如上图对比那样,34nm制程下甚至生产不出8GB的Die(需要两个Die),如果基于IMFT的25nm工艺,Die大小为167平方毫米,而如果改用IMFT的20nm工艺可进一步减少到118平方毫米,面积缩减了30%,芯片产量则可以提高40%,成本大大降低。 在成本降低的同时,负面的影响也很明显,对于NAND Flash,越先进制程技术生产的晶片,因为其物理特性,在相同的空间要针对更多单元做充放电的动作,完成数据读写的延时就会越久,换个方式讲,就是性能会出现下降。具体的数据如L74(64M25)其tProg=1200μs /tR=75μs,L84A(64M20A)的tR=100μs,L84B(64M20B)的延时继续增加,其tProg=1500μs / tR=150μs。
同时,新制程下在数据处理时的错误率也比较高,需要提供更好的错误校正能力。从目前的资料看,20nm制程的L84颗粒Page会有8KB(L84A)和16KB(L84B/L84C)两种,L85则都是16KB Page,由于密度的上升,每KB需要ECC数据也在增加,比如说25nm时,每1KB需要24b的ECC,当制程进步到20nm后,每1KB需要40b的ECC。
然而下面这个问题更能被消费者关注,那就是寿命。我们记得当制程从34nm进化到25nm时,闪存的P/E(program/erase)从5000次下降到了3000次,这是一个相当沮丧的消息,当再次演变到20nm时,其可擦写次数还会再降低吗?
答案是肯定的,早期的20nm闪存颗粒(F1)其P/E甚至不足1000次,目前量产的F3颗粒也只有1500次的P/E,随着工艺的改进,闪存的耐用性也会增加,英特尔称:20nm的MLC NAND Flash可擦写次数能达到3000次P/E,之后到了使用ONFI3.0标准时,甚至可以达到5000次。但就目前看来就算新制程的MLC NAND Flash达到了3000次P/E数,读写寿命依然只有当初50nm时的三分之一。
[ 此帖被mshijunjie在2013-01-06 07:24重新编辑 ]