3D Nor Flash，即将到来

如果您希望可以时常见面，欢迎标星收藏哦~
来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自blocksandfiles，谢谢。
NOR，作为非易失性存储器中与NAND关系较差的品种，有望借助旺宏电子的3D技术实现容量飞跃。
总部位于台湾的旺宏电子提供小众 NAND、NOR 和 ROM 产品，并在 2020 年以 24% 的市场份额领先于英飞凌 (15%) 和美光 (5%)，引领 NOR 市场。去年，NOR 市场的复合年增长率为 15%。与 NAND 不同，3D 革命使用 200 多层大幅提高了芯片容量，而 NOR 一直处于平面 2D 时代。
NOR 闪存的读取速度比 NAND 更快，但写入速度较慢（约 100 纳秒，而 TLC NAND 约为 100 微秒），且单元尺寸较大。它通常用于在需要快速应用加载时间的系统中存储应用程序代码，例如智能手机。旺宏电子表示，早在 2022 年，它就在研发一款32 层 3D NOR 产品。这样的产品可以显著增加 NOR 芯片的容量。
旺宏电子市场副总裁 Anthony Le 向《EE Journal》透露，旺宏电子正在开发一款 32 层 3D NOR 产品，其密度比平面 2D NOR 高出七倍。其目标市场是嵌入式、工业和汽车领域的非挥发性存储器产品。
我们了解到，这种 3D NOR 的起点是具有位（单元）级访问和全栅极设计的半导体 AND 电路。它制造了氧化物和氮化物层的多层结构，在它们之间蚀刻孔，然后用三个所谓的插头填充孔；它们之间有两个 N+ 掺杂和一个氮化硅 (SiN) 绝缘柱，分离通道占据了孔的剩余空间。两个 N+ 掺杂插头充当结构中堆叠晶体管的源极和漏极连接的位线通道。它们与字线正交。
它提供了一个3D AND 图来显示 2020 年末的情况：
该公司在 2023 年 FMS 活动上展示了此 3D NVM 图表的更新版本。
为什么需要3D Nor？
大约十年前，许多制造商决定退出Nor Flash领域。不幸的是，他们行动得太早了，因为越来越多的应用和市场开始利用 NOR Flash 提供的优势。
那么，NOR 闪存是否比 NAND 闪存更好？嗯，答案是“是”、“否”或“可能”，这取决于您希望用它做什么。
简而言之，NAND 闪存的单元尺寸更小，写入和擦除速度更快，并且比 NOR 闪存具有更高的容量/密度组件。相比之下，NOR 闪存提供真正的随机访问，读取速度更快，因此非常适合执行代码。此外，NOR 闪存比 NAND 闪存更可靠，数据保留能力更强。
正如我在专栏中所写，“NAND 和 NOR 闪存各有优缺点和首选应用领域。特别是，NAND 闪存在批量数据存储部署中受到青睐，而 NOR 闪存在代码存储和执行任务方面则大放异彩。”
这里的关键点是，用户喜欢 NOR Flash 的快速访问时间（NOR Flash 约为 100ns，TLC NAND Flash 约为 100us），他们喜欢它的简单性（简单的 SPI 接口，而 NAND Flash 则依赖于复杂的控制器），并且他们喜欢可以获得汽车级 NOR Flash 这一事实。
那么，既然有这么多的热情，问题是什么呢？嗯，一如既往，用户对目前拥有的东西并不满意（祝福他们的小棉袜），他们想要更高容量的 NOR 闪存设备。这里的问题是现有的 2D 闪存技术在可扩展性方面受到限制。
为此，Macronix 正在利用他们在 3D NAND 方面的成熟经验来扩展他们的 2D NOR 闪存产品，以创建一套下一代 3D NOR 设备。
需要注意的是，当我们说 3D 时，我们指的是 3D工艺堆叠技术，而不是 3D芯片堆叠技术。Macronix 目前正在开发一条 32 层 3D NOR 闪存生产线，该生产线的内存密度将是 2D NOR 闪存的 7 倍。未来， Macronix 可能会通过使用数百层来进一步提高密度。与现有的 2D NOR 闪存产品一样，这些 3D NOR 闪存设备将提供工业和汽车 (AEC) 级产品。
从实际角度看，这一切意味着什么？这里的想法是提供 2D 和 3D NOR 闪存之间的成本效益比较。当前 2D NOR 闪存的 1x 是标准化的。无论您谈论的是哪个供应商（Macronix、Micron、Infineon），都没有关系。
如果您想要使用现有的 2D 技术获得 1Gb NOR 闪存，则必须堆叠两个 512Mb 2D 芯片，这意味着成本增加 2 倍。表格显示“>2x”的原因是芯片堆叠也会产生成本，但我们这里关注的是硅片的成本。同样，2Gb NOR 闪存需要堆叠四个 512Mb 2D 芯片（成本为 512Mb 的 4 倍），而 4Gb NOR 闪存需要堆叠八个 512Mb 2D 芯片（成本为 512Mb 的 8 倍）。
相比之下，使用 3D NOR 时，所有功能都实现在单个芯片上。如下所示。1Gb 芯片的价格为 512Mb 芯片的 1.8 倍，2Gb 芯片的价格为 1Gb 芯片的 1.8 倍，4Gb 芯片的价格为 2Gb 芯片的 1.8 倍。此外，没有额外的芯片堆叠费用，因为……好吧……我们不堆叠芯片。假设 512Mb 3D 芯片的价格为 1 美元，那么 4Gb 芯片的价格为 1 美元 x 1.8 x 1.8 x 1.8 = 5.80 美元（而 8 个 512Mb 2D 芯片堆叠的价格为 8 美元）。回想起汽车制造商如何热衷于精打细算；我只能想象当他们听到这个消息时，他们的眼睛会多么亮。
点这里加关注，锁定更多原创内容
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
今天是《半导体行业观察》为您分享的第3842内容，欢迎关注。
『半导体第一垂直媒体』
实时 专业 原创 深度
公众号ID：icbank
喜欢我们的内容就点“在看”分享给小伙伴哦