近距离接触 25nm NAND闪存制造技术

英特尔和美光在年初宣布将投入2bit单元 25nm MLC NAND闪存制造，这项新技术的采用有利于SSD容量的提升以及价格的下滑。因此，能有效地促进SSD的市场普及力度。说到英特尔和美光，我们不得不提到IMFT（Intel-Micron Flash Technologies）公司。英特尔、美光闪存技术公司（简称IMFT）是英特尔（Intel）与美光（Micron）在2006年成立的合资企业，共同投资额超过20亿美元。IMFT结合英特尔（Intel）与美光（Micron）两家的资产、技术和行业经验，专注于生产NAND快闪记忆体。伴随着摩尔定律，IMFT公司大约每18个月就能将NAND闪存的密度增加一倍。2006年，他们开始采用50nm工艺生产NAND闪存，然后在2008年启用了40nm工艺。这种强强合作的研发方式，催促着体积更小，价格更便宜，存储容量更高的NAND闪存产品不断问世。这和我们过去几年，在SSD市场、USB闪存驱动器和移动设备存储市场看到的情况基本吻合，精致小巧、超大容量、超低价格的存储产品不断出现。当然，技术进步的脚步不会因此而停止。在2010年2月1日，IMFT又向前迈出一大步，正式发布25nm NAND制造技术。自此，英特尔与美光科技公司声称他们拥有全球先进的半导体工艺技术。而现在，基于新工艺制造的产品已经来到我们身边。

25nm NAND芯片晶圆照片

那么，这对消费者意味着什么？事实上，生产工艺提升到25nm后，大大缩小了NAND闪存芯片面积尺寸，提升存储密度。和前代产品相比，其单位体积封装的芯片数量多可提升50%。因此，25nm工艺的NAND芯片允许使用体积更小，但密度较高，成本却较低的设计。例如，一个之前需要32颗NAND芯片才能生产出的SSD固态硬盘，现在只要16颗NAND芯片即可。少了一半的NAND芯片开销，将产品体积和生产成本双双降低。或者，可以用32颗新工艺的NAND芯片生产出容量翻倍的固态硬盘。可以预见，新工艺将帮助厂商们刷新固态硬盘的大容量上限，而产品的价格却将进一步下降。

8GB MLC NAND芯片—167mm²

下面我们来看看IMFT是如何突破技术极限，开发出25nm NAND生产技术的。在业界推出34nm NAND闪存芯片之后，大多数专家都怀疑NAND闪存芯片生产工艺是不是已经达到极限，现在英特尔和美光推出的25nm 8GB（64 Gb）每单元2bit的MLC（多级单元）NAND闪存芯片，已经显示了它们在技术和工艺缩放上的非凡才能，它们甚至已经开始筹划向18nm进军。显然，IMFT正在遵循每12～15个月将制程缩小0.7倍的规则向前迈进（以逻辑技术的时间尺度来换算大约是0.97倍）。

NAND生产商的产品工艺蓝图，其中，IMFT第一次成功地采用浮点门单元技术制造出2xnm的8GB（64 Gb）每单元2bit的NAND闪存芯片。

IMFT的25nm芯片有非常令人吃惊的162mm2电路板印记，单面焊盘布局以及79%的内存面积效率（对比芯片面积），并且采用48pin无铅TSOP封装。IMFT 25nm NAND闪存芯片另外一个优势就是芯片被划分为2个32Gb的平面，以搭配单平面或者双平面运作。因此单位体积内较34nm芯片的容量增加了一倍。位线通道和页面缓冲区被放置在芯片的中央，将位线一分为二，这种设计帮助降低位线的电容值，并且改进充电和放电时间。