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手机ROM即将翻倍 三星V-NAND技术详解
来源： 日期：2013-11-2 20:36:24 人气：标签：
手机支持高清视频硬解码已经不是问题，但是手机的rom对于高清电影来说实在是太小了。的确，受限于闪存颗粒技术瓶颈以及手机本身的体积，手机闪存容量升级实在是太慢了。不过，三星日前宣布，他们已经量产一种叫“v-nand（vertical nand）”的闪存芯片，可以让闪存芯片的容量倍增，手机rom达到256gb也不再是梦（传说iphone5s就已经会有128gb版）。
v-nand背后的秘密
1、ctf架构，让闪存芯片性能更高、寿命更长
目前闪存芯片采用的是已经有40多年历史的浮栅极结构，其原理是将电荷储存于浮栅极mosfet，通过存储单元中导体的充放电来表示0和1。浮栅极就相当于一个导体，邻间单元格的电荷极容易相互干扰。晶体管的瑕疵会导致栅极与沟道短路，这会消耗栅极中的电荷，也就是说每次写入数据都要消耗一次栅极寿命，一旦栅极中的电荷没了，cell单元就相当于“game over”了，不能再存储数据。同时这种架构在今天看来有一个致命缺点：制程越先进，相邻存储单元格的电荷相互干扰也就越严重，寿命也更短。既然浮栅极架构存在这样的缺点，更先进的ctf架构诞生了。
v-nand 大的改进就是弃用传统的浮栅极mosfet设计，改用电荷捕获闪存（charge trap flash，简称ctf）设计。ctf技术与传统浮栅极技术的区别在于它使用一层约100埃（angstrom）的极薄氮化硅薄膜来储存电子（而非超过1000埃的传统浮动闸极储存层），从两层氧化层间的绝缘氮化硅层就可以捕获电荷。在ctf架构中，数据被临时存放在闪存非传导层的一个由氮化硅组成的“单元格”中，实现了更高的稳定性和对储存流更好的控制。怎么理解呢？简单地说：既然浮栅极由于绝缘导致相邻单元格容易互相干扰，那么就采用隔离措施——用绝缘的氮化硅薄膜充当电子的隔离层，将电子“关禁闭”而防止互相干扰，等需要读取时再“解禁”。
这种隔离方法 大的优点是可以更大程度地降低存储单元格间电荷干扰，从而大大提升芯片的写入速度、增加芯片的p/e擦写次数：目前的19/20nm工艺mlc闪存的擦写次数普遍是3000次，三星的v-nand闪存可达35000次、足足提升了十倍，而写入速度可以提高两倍。
与使用传统浮动栅结构的组件相比，ctf技术另一个优点就是结构更为简单。ctf架构仅由控制栅组成， ctf控制栅的高度只有传统浮栅极控制栅高度的1/5。这是什么一个概念呢？就是每个ctf cell单元的个头比传统的传统浮栅极cell单元“矮”，可大大提升芯片的存储密度。值得注意的是，为了 大限度地提高了存储单元的密度，三星在v-nand中的 ctf结构从传统的单层ctf结构改良升级为3d立体结构，长方形的控制栅被改为像水管一样中空的圆柱体，因而可以 大化的利用空间——在容积有限的空间里，圆柱体占有的空间要少于长方立柱。
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