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Kioxia的NAND戰略，將如何演變？

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BiCS FLASH的發展路線圖和關鍵技術 ， 來了！
鎧俠控股（以下簡稱鎧俠HD）于2025年6月5日召開經營方針說明會 ， 公司執行副總裁兼首席執行官太田宏夫介紹了旗艦產品BiCS FLASH的發展路線圖和關鍵技術 ， 以及目前正在開發的新型內存解決方案 。
“許多新的內存技術都是由 Kioxia 開發的 。 ”太田先生首先談到了內存技術的演進 。 他解釋說 ， 隨著人工智能（AI）的普及 ， 閃存正通過滿足各種需求 ， 包括提升位密度、可靠性、性能和能效 ， 來支持人工智能的普及 。 他還提到 ， 內存容量已從1991年的4M位增加到目前正在量產的第八代BiCS FLASH的2T位 ， 增加了50萬倍 。 他強調：“在此過程中 ， SLC、MLC、TLC和QLC（四級單元）等新的內存技術應運而生 ， 其中許多技術都由鎧俠創造 。 我們相信 ， 我們將繼續引領行業的技術創新 。 ”
鎧俠的技術能力實現“最高位密度”Ohta強調：“NAND閃存的成本競爭力取決于芯片上能裝載多少比特 。 ” 一般來說 ， 提升比特密度的方法有四種：增加層數、以平面方式減小芯片面積、引入新架構以及像QLC那樣邏輯地提高比特密度 。 但他表示：“投資額度因方法而異 ， 因此 ， 如何減少投資并提高比特密度 ， 在技術發展戰略方面至關重要 。 ”

除了增加層數外 ， 鎧俠HD還通過結合平面縮小等方法來實現位密度的最大化 。 太田解釋說：“一般來說 ， 其他公司專注于通過增加層數來提高位密度 ， 但除此之外 ， 我們的優勢在于在平面方向上縮小芯片面積 。 ” 他繼續表示 ， 他們正在通過各種開發要素來追求位密度的最大化 ， 例如引入CBA（CMOS直接鍵合陣列）等新架構以及早期引入QLC 。
OPS、CBA 和邏輯收縮在平面方向的微縮技術方面 ， 該公司利用與合作伙伴共同開發的新技術OPS（On Pitch SGD） ， 實現了字線層的面積開銷的降低 。 在現有的布局中 ， 直到第六代BiCS FLASH ， 為了能夠單獨選擇物理頁面 ， 在字線層中創建了非活動內存孔 ， 以提供物理隔離 。 在第八代中 ， OPS技術用于在內存孔之間創建這種隔離 ， 從而降低了面積開銷 。
作為一種新的架構 ， CBA技術應運而生 。 他解釋說 ， 從CNA（CMOS Next to Array ， 即CMOS陣列旁路技術）到CUA的過渡降低了CMOS的面積開銷 ， 但“連接CMOS和存儲單元的布線開銷仍然存在” 。 第八代引入的CBA技術通過分別處理CMOS和單元陣列并將它們粘合在一起 ， 進一步降低了這一開銷 。 Ohta強調：“鎧俠也為能夠成為這項技術的行業領導者而感到自豪 。 這項CBA技術能夠在最佳溫度條件下處理CMOS晶圓和存儲單元晶圓 ， 從而最大限度地發揮它們各自的性能 ， 最終實現在接口和單元性能方面極具競爭力的產品 。 ”
平面縮小、新架構和邏輯縮小 。 來源：Kioxia Holdings
他最后提到的是邏輯微縮（多值化） ， 例如QLC 。 鎧俠HD從第四代BiCS FLASH（三維閃存）開始生產QLC ， 并強調公司也一直在該領域做出先進努力 ， 并于2007年在二維70納米工藝中開發了QLC產品 。 Ohta補充道：“QLC產品是一種通過在TLC產品的性能和可靠性之間做出權衡來降低成本的技術 ， 因此我們在開發QLC產品時會仔細考慮每個市場的規格要求 。 ”
HCF技術解釋2024年12月 ， 鎧俠HD在國際會議“IEDM”上發布了名為“HCF（水平通道閃存）”的新技術 ， 通過水平排列通道來提高存儲密度 。
在發布會上 ， 有人問及HCF的引入時間 ， Ohta回答道：“有傳言稱競爭對手能夠堆疊1000層 ， 但我們相信從技術上來說 ， 我們也能做到 。 然而 ， 成本和性能是否能達到最終用戶實際使用的水平 ， 是一個很大的疑問 。 到那時 ， 我們認為最終可能需要過渡到概念不同的HCF技術 ， 我們正在將此作為一種選擇 。 ” 至于時間框架 ， 該公司正在考慮從2030年代中期開始過渡 。
BiCS FLASH的未來技術戰略太田先生還概述了BiCS FLASH未來的技術戰略 。
【Kioxia的NAND戰略，將如何演變？】該公司計劃沿著兩條軸線進行發展：除了通過增加層數來實現大容量和高性能的傳統產品陣容之外 ， 該公司還計劃利用CBA技術將現有的單元技術與最新的CMOS技術相結合 ， 以實現高性能并降低投資成本 。
對于首批高容量、高性能產品 ， 公司計劃結合進一步堆疊和平面縮小 ， 開發高位密度、大容量的第10代及后續代產品 ， 以滿足企業級和數據中心SSD市場的需求 。
對于注重性能的第二個產品組 ， 我們利用CBA技術 ， 將現有世代存儲單元與實現高速的CMOS技術相結合 ， 開發了滿足各種尖端應用需求的第九代存儲單元 。 通過利用現有世代存儲單元 ， 我們將能夠減少堆疊所需的資本投資 ， 同時滿足搭載AI的邊緣應用的需求 。
Ohta表示：“通過這兩項發展戰略 ， 我們將在保持最佳投資效率的同時 ， 開發出滿足尖端應用先進需求的有競爭力的產品 。 ”
BiCS FLASH 路線圖 。 來源：Kioxia Holdings
Ohta表示：“通過這兩項發展戰略 ， 我們將在保持最佳投資效率的同時 ， 開發出滿足尖端應用先進需求的有競爭力的產品 。 ”
引入CBA技術的優勢
下圖總結了從第五代到第十代的性能/位密度的演變 。
第 5 代到第 10 代的性能/位密度演變 。 來源：Kioxia Holdings
通過引入CBA技術 ， 第八代產品實現了公司所稱的“業界領先水平”的接口速度和功率效率 ， 同時實現了高位密度 。 Ohta強調：“第八代產品在性能、功耗和可靠性方面獲得了眾多客戶的良好反饋和評價 。 此次引入的CBA技術使我們領先競爭對手兩代 ， 這一優勢將進一步增強鎧俠SSD產品的競爭力和產品陣容 。 ”
進入新市場的舉措關于進軍新市場的努力 ， 他在展示存儲器層級結構的同時 ， 還解釋說 ， 除了目前業務核心的TLC和QLC NAND之外 ， 公司還在開發其他存儲器 。 在DRAM領域 ， 他以OCTRAM（氧化物半導體通道晶體管DRAM）為例 ， 這是一種采用InGaZnO晶體管的新型DRAM結構 ， 其開發著眼于用于低功耗AI和后5G時代的系統存儲器 。
他們還提到了“X-FLASH” ， 這是一種填補TLC NAND和DRAM之間延遲差距的存儲級內存 。 他們計劃開發“超高IOPS SSD”（詳情見下文）和“CXL-XL” ， 作為利用X-FLASH的新解決方案 。
進軍新市場的舉措 。 來源：Kioxia Holdings
CXL-XL 是一款采用 CXL 接口技術的內存 ， 該技術可在 CPU 之間共享內存空間 ， 樣品計劃于 2026 年下半年發貨 。 太田表示：“隨著計算規模越來越大、越來越分散 ， 以執行更高級的計算 ， 僅使用 DRAM 擴展內存容量在成本和功耗方面都面臨挑戰 。 CXL-XL 將滿足 DRAM 無法實現的大容量、低延遲內存需求 。 ”
該公司還將繼續開發超大容量QLC 。 QLC SSD目前已在數據中心使用 ， 但“未來我們將開發大容量、低成本的QLC ， 使其在TCO（總體擁有成本）方面能夠與近線HDD相媲美 。 ”
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