今年秋季，Intel和AMD最新平臺發售，固態硬碟也全面開啟PCIe Gen4時代。11月 日國記憶體儲品牌致態釋出了重量級的PCIe Gen4新品致態TiPlus7100，該產品最大的亮點就是採用YMTC長江儲存最新的晶棧？Xtacking？3。0架構NAND，最高連續讀寫效能達到了7000MB/s和6000MB/s，堪稱是DRAMLess產品的絕地反擊。

為何晶棧？Xtacking3。0？架構有如此亮眼的表現？在討論Xtacking之前，我們先簡單瞭解一下固態硬碟核心元件——NAND FLASH的內部結構。

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從2D NAND到3D NAND

NAND的容量大小取決於晶圓上儲存陣列Array中可存放最小儲存單元Cell的數量。對於早期的Planar NAND平面NAND（也叫2D NAND）來說，為了進一步提升儲存容量和降低成本，就需要更先進的製程工藝，但製程工藝越高，晶圓的氧化層越薄，效能和可靠性都會出現下降，因此3D NAND開始成為主流。

所謂3D NAND就是相對於Planar NAND而言的，在晶圓上採用多層堆疊設計，如果把Planar NAND比喻成平房，那麼3D NAND就是高樓大廈，提升NAND的容量只需堆疊更多層數的Array，使得容量、效能和可靠性都得到了保證。目前的3D TLC NAND已經到達100層以上，單顆NAND更是實現了1TB的容量。

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NAND的架構

雖然3D NAND的概念比較容易理解，但落實到生產層面就不是單純的疊層這麼簡單，這就涉及到NAND架構的問題。從全球主流的全球主流儲存廠商出品的NAND橫截面圖可知，三星、鎧俠和西部資料採用常規的並列式架構，將控制資料讀取、寫入的外圍CMOS線路放在Array下方，只是技術層面有所不同。

例如三星V-NAND系列NAND，採用一次性加工、記憶體孔（Memory Hole）HARC蝕刻技術，鎧俠/西部資料BiCS NAND則採用兩個48層堆疊。並列式架構的優勢是加工難度相對較低，但對於晶圓蝕刻裝置和技術有著較高的要求。

Intel/Micron以及SK海力士則另闢蹊徑採用了CuA（CMOS under Array）架構，這是一種將CMOS線路放置在Array以下的加工方式，從而增大了Array的面積。CuA架構的優勢是能擴大單個晶片的儲存密度，但同樣存在製造工藝難度較高的問題。

而YMTC長江儲存採用的是獨家的？Xtacking？3。0架構，將CMOS線路用一種不同於儲存核心Array的晶圓製造而成，分別透過Bonding工藝進行貼合，在指甲蓋大小的面積的晶圓上透過數十億根金屬通道，將CMOS和Array進行連線，合二為一。

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長江儲存Xtacking?架構解析

從原理看，YMTC長江儲存的晶棧？Xtacking？架構是兩片獨立的晶圓上，分別加工外圍電路和儲存單元，在邏輯工藝上有著更多的自主選擇性，從而讓NAND獲取更多的I/O通道、更高的介面速度，例如最新的晶棧？Xtacking？3。0架構NAND具備四快閃記憶體通道和高達2400MT/s的介面頻寬，這也是致態TiPlus7100即使採用DRAMLess方案，也能實現7000MB/s和6000MB/s的核心要義。

3D NAND顆粒最重要的發展方向是儲存密度的最佳化。在傳統3D NAND架構中，外圍CMOS電路約佔芯片面積20~30%，而Xtacking？技術創新的將外圍電路置於儲存單元之上，從而實現比傳統3D NAND更高的儲存密度，芯片面積可減少約25%，同等面積基礎上，Xtacking？架構能夠提供更多的儲存單元，成為長江儲存旗下致態品牌固態硬碟足容量的保證。

除了容量、效能和成本，NAND顆粒的良品率和出貨量也是市場競爭的重要一環。自Xtacking？2。0技術誕生以來，長江儲存NAND的良品率大幅度躍升，充分滿足長江儲存自有儲存產品和客戶供貨的需求。除此之外，Xtacking？工藝儲存單元和外圍CMOS線路獨立加工的特性，可以實現並行和模組化的靈活生產，較於傳統結構產品研發週期可縮短三個月，生產週期可縮短20%，使得長江儲存NAND的出貨量也得到大幅提升。

作為長江儲存核心技術品牌，晶棧Xtacking？代表著長江儲存在3D NAND儲存技術領域的創新進取和卓越貢獻。經過9年技術積累和4年技術驗證，晶棧Xtacking？架構NAND不僅效能和可靠性均達到了國際水準，更擁有較高的儲存密度和更靈活的開發週期，這也是致態品牌SSD產品成功的奧義所在。

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