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专家传真-4DNAND快闪来了


一.NAND回顾:2D-NAND是「树」,3D-NAND是「林」
1984年是2D-NAND的「发明元年」,它是「快闪之父」Fujio Masuoka博士所发明的。 其独特「串联」排列和Z轴垂直对称擦写架构,创造出了史上最强微缩、最低功耗、最低成本的历史记录。其容量增加的速度,超越了「摩尔定律」,以2016年最细工艺15奈米而言,单晶容量128Gb、年产值400亿美元傲人的成绩,就已打败了旧龙头DRAM,跃登记忆体的新盟主。30年来,全球2D-NAND,设计和工艺等关键技术大都源自东芝,具统一特点。如单「树」般耸立于2D快闪平原上。三星和海力士分别在1989年与1996年和东芝签约,付费使用其专利。但美光在英特尔专利伞的保护下,不必付费。而新帝挟其MLC专利作为交换条件,2008年成为合资伙伴,付费亦免了。2007年是3D-NAND「发明元年」,属多「树」齐长的格局。至2017年,经众玩家十年各自裁培,长大、茁壮、已茂盛成「林」。关键专利各自拥有,没有谁该付谁的负担。目前,全球共有四种3D-NAND同时量产中。多数製程有先天性金属隔离保护措施,长久来2D-NAND资料的干扰问题,自发性地消失,3D-NAND的设计简化不少。影响所及,资料品质更优、产品寿命更长、读写速度比2D-NAND还快两倍。回顾NAND容量成长史,从1991年推出8Mb2D-NAND到2017年512Gb3D-NAND为止,共花了26年。若以「摩尔定律」每两年容量变两倍计算,应只能增加213倍。但实际上,NAND容量却增加了216倍,远超越「摩尔定律」。3D-NAND延续了2D-NAND「最高容量」、「最低成本」等「优点」,但也遗传了其「必要之恶」,如「读写速度慢」、「资料品质差」等「缺点」。说明了3D-NAND至今仍有很大的成长空间,新玩家紫光、旺宏、Cypress也将陆续推出新型3D-NAND,加入战局。二.「东芝嫁女剧」情况:威腾软硬相逼,东芝进退失据威腾在「东芝嫁女剧」所扮演的角色,就东芝观点,係典型的「麻烦製造者」。但威腾咄咄逼人权力从何而来?爰2015年,它以190亿美元购併新帝,也依法继承了东芝与新帝所签的合资条件。加上两造均为美国公司,符合日本政府的「国安」条件,结果交易圆满顺利。但此次东芝释股案,是为了弥补其在美国核电近百亿美元的鉅额损失,自己却变成了卖家。它机关算尽,一想炒高股价、二想续保经营权、三想技术保密,结果联合日本政府,祭出以「国安」为由的「排非美、日买家」的歧视条款。虽然仍引来美国博通、威腾、韩国海力士、台湾鸿海等集团的高价竞标,但也深受「作茧自缚」的苦果。问题主要出在威腾所玩的两面手法。它一只硬手,先向国际法庭申请仲裁,宣称它有「优先协商权」来吓退其它买家。另一只软手,则联合「日本产业革新机构」加码出资至2兆日圆来竞标。虽然其抢亲价额最低,但其如意算盘係採取「以法逼亲」的低聘金策略。此乃需款孔急的东芝无法接受的对待。惟若威腾策略成功,它将很快完成进阶至世界第二大NAND公司的梦想,仅次于三星。日后各国「反垄断条款」如何过关,早已不是它考虑的问题。选亲已进入胶着状态,不是东芝可单独说了算。三.「门当户对」的新定义2008年,东芝家业远大于新帝,原本是「门不当、户不对」的公司,最后会演变成合资伙伴,主因係新帝拥有一套「核弹级」MLC的专利,我取名为「倍数资料,分数成本」专利。在同样硅面积条件下,当资料存一倍的称为SLC,成本为1;存二倍的称为MLC,成本降至1/2;存三倍的称为TLC,成本降至1/3;存四倍的称为QLC,成本降至1/4。新帝MLC的 垄断「设计」能力和东芝的「工艺」在2D专利上是完美互补的。再加上当年三星和新帝的MLC专利诉讼失败,任何玩家想降低生产成本,均需付MLC使用费给新帝的背景下,最后才导至双方合资盖厂。从此新帝市场价值扶摇直上, 威腾选在2015年,以190亿美元,买下新帝让它完美落幕。此例证明相亲双方,若各自拥有同等级专利,就「门当户对」了。四.4D-NAND纪元来临了4D-NAND是「NAND+类DRAM」混合型记忆体,特徵是启用一个「一时多工」的「平行架构」,但3D-NAND只能执行「一时一工」。若一到十工同时在4D-NAND系统执行时,其速度将比3D-NAND快一到十倍。如爱因斯坦「相对论」所言, 时间长度已非常数。等效上,时间在4D-NAND系统中变长了,事情就作多了。反之,时间在3D-NAND系统中变短了,事情就作少了。总的来说,4D-NAND设计是集前端高速「挥发性」DRAM和后端极低价「非挥发性」3D-NAND于一身,巧妙地解决了3D-NAND的各式缺点。4D-NAND是「统一型设计」架构,在不改工艺的条件下,可直接应用到各种3D-NAND上。结论,4D-NAND之于3D-NAND,可媲美MLC之于2D-NAND。不仅可攻慢速、极低单价的3D-NAND市场,亦可切入高速、高单价3D-Xpoint和3D-ReRAM的新兴SCM市场,堪称「一石两鸟」的「宝石」,也是「非闪玩家」自主圆梦的「圣杯」。4D-NAND纪元来了!


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