作者:北京捷孚联合咨询有限公司
NAND Flash近年来容量扩展速度很快,基本上每个厂家每半年多的时间就有容量翻倍的新品推出。但是NAND在市场上面临的主要问题在于其单位容量较高的价格。NAND本身的性能和微型硬盘相比已经有着绝对优势,在未来存储市场上如果要继续占据主流市场,唯一出路就是成本的大幅下降。存储芯片的成本结构中原材料所占比重已经越来越小,新生产工艺需要的加工设备以及昂贵的研发费用已经成为存储芯片成本的主要构成部分,而CMOS逻辑芯片处理工艺的研发无疑是投资最大的一项。捷孚联合认为NAND Flash只有依靠CMOS工艺新的突破才能引领未来存储市场。
CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)逻辑芯片处理工艺技术近年来发展迅速。在2003年,130nm制程工艺还代表着最尖端技术,时隔不到三年,90nm制程工艺已经被众多芯片厂商采用,70nm工艺已普遍进入NAND厂商的量产阶段。三星目前55nm工艺已经进入研究阶段,2006年2月,东芝和索尼、NEC也对外宣布一同开发45nm工艺技术。但是CMOS工艺昂贵的研发费用导致NAND Flash较高的价格。目前90nm制造工艺已经让很多半导体制造商望而却步,而更先进的制造工艺也只有几家巨头能负担得起。举例来看,英飞凌(Infineon)在2005年底已经表示不会兴建90纳米以下的产能,而是向“轻晶圆厂”(fab-lite)策略转变。
NAND闪存芯片属于大规模硅半导体集成电路,提高这种闪存芯片容量主要有以下方法:改良逻辑结构以提高其存储密度、更先进的工艺使芯片可集成更多的晶体管、芯片堆栈封装技术达到翻倍的效能。这些方法对容量的提升都立竿见影,不过真正可以让单位容量成本下降只有依靠半导体制造工艺的进步。尽管目前MCP(多芯片封装)已经成为提高闪存密度的一项重要技术,并且这一技术也很成熟可靠,但MCP的突出贡献在于可将多个小容量芯片组合在一起实现总体容量的提升,但如果单芯片的制造成本没有下降,那么MCP是实现不了NAND闪存单位容量成本大幅降低的使命。如果CMOS工艺技术能够实现突破,主要厂商能够以较低的研发投入推出新的工艺,比如目前处于研究阶段的45nm工艺甚至30nm工艺进入量产,那么更大容量芯片的出现将更大程度上降低NAND闪存单位容量的制造成本。基于此捷孚联合认为NAND闪存在未来能否继续引领存储市场关键取决于CMOS工艺技术新的突破。