แนวโน้มการประมวลผล การใช้งาน และการพัฒนาของ Nand Flash

กระบวนการประมวลผลของ Nand Flash

NAND Flash ได้รับการประมวลผลจากวัสดุซิลิกอนดั้งเดิม และวัสดุซิลิกอนจะถูกประมวลผลเป็นเวเฟอร์ ซึ่งโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 6 นิ้ว, 8 นิ้ว และ 12 นิ้วเวเฟอร์แผ่นเดียวถูกผลิตขึ้นจากเวเฟอร์ทั้งหมดนี้ใช่ จำนวนแผ่นเวเฟอร์ที่สามารถตัดออกจากแผ่นเวเฟอร์ได้จะพิจารณาจากขนาดของแม่พิมพ์ ขนาดของแผ่นเวเฟอร์ และอัตราผลตอบแทนโดยปกติแล้ว ชิป NAND FLASH หลายร้อยตัวสามารถสร้างขึ้นบนเวเฟอร์แผ่นเดียวได้

เวเฟอร์แผ่นเดียวก่อนบรรจุภัณฑ์จะกลายเป็นแม่พิมพ์ ซึ่งเป็นชิ้นเล็กๆ ที่ถูกตัดจากเวเฟอร์ด้วยเลเซอร์Die แต่ละตัวเป็นชิปทำงานอิสระ ซึ่งประกอบด้วยวงจรทรานซิสเตอร์จำนวนนับไม่ถ้วน แต่สามารถบรรจุเป็นหน่วยได้ในที่สุด มันจะกลายเป็นชิปอนุภาคแฟลชส่วนใหญ่ใช้ในสาขาเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น SSD, USB แฟลชไดรฟ์, การ์ดหน่วยความจำ ฯลฯ

เวเฟอร์ที่ประกอบด้วยเวเฟอร์ NAND Flash เวเฟอร์จะได้รับการทดสอบครั้งแรก และหลังจากการทดสอบผ่านไป จะมีการตัดและทดสอบอีกครั้งหลังจากการตัด จากนั้นจึงนำแม่พิมพ์ที่ยังคงสภาพเดิม มีเสถียรภาพ และความจุเต็มออก จากนั้นจึงบรรจุลงในบรรจุภัณฑ์จะทำการทดสอบอีกครั้งเพื่อห่อหุ้มอนุภาค Nand Flash ที่เห็นทุกวัน

ส่วนที่เหลือบนแผ่นเวเฟอร์ไม่เสถียร เสียหายบางส่วน จึงมีความจุไม่เพียงพอ หรือเสียหายทั้งหมดเมื่อคำนึงถึงการประกันคุณภาพ โรงงานเดิมจะประกาศว่ามีการตายซึ่งกำหนดไว้อย่างเคร่งครัดว่าเป็นการกำจัดของเสียทั้งหมด

โรงงานบรรจุภัณฑ์ดั้งเดิมของ Flash Die ที่ผ่านการรับรองจะบรรจุลงใน eMMC, TSOP, BGA, LGA และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ตามความต้องการ แต่มีข้อบกพร่องในบรรจุภัณฑ์ด้วย หรือประสิทธิภาพไม่ได้มาตรฐาน อนุภาค Flash เหล่านี้จะถูกกรองออกอีกครั้ง และผลิตภัณฑ์จะรับประกันผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดคุณภาพ.

ผู้ผลิตอนุภาคหน่วยความจำแฟลชส่วนใหญ่เป็นตัวแทนจากผู้ผลิตรายใหญ่หลายราย เช่น Samsung, SK Hynix, Micron, Kioxia (เดิมชื่อ Toshiba), Intel และ Sandisk

ภายใต้สถานการณ์ปัจจุบันที่ NAND Flash ต่างประเทศครองตลาด ผู้ผลิต NAND Flash ของจีน (YMTC) ก็ปรากฏตัวขึ้นเพื่อครองตำแหน่งในตลาด3D NAND แบบ 128 เลเยอร์ของบริษัทจะส่งตัวอย่าง 3D NAND 128 เลเยอร์ไปยังตัวควบคุมการจัดเก็บข้อมูลในไตรมาสแรกของปี 2020 ผู้ผลิตที่มีเป้าหมายเข้าสู่การผลิตฟิล์มและการผลิตจำนวนมากในไตรมาสที่สาม ได้รับการวางแผนที่จะใช้ในผลิตภัณฑ์ปลายทางต่างๆ เช่น เป็น UFS และ SSD และจะจัดส่งไปยังโรงงานโมดูลพร้อมกัน รวมถึงผลิตภัณฑ์ TLC และ QLC เพื่อขยายฐานลูกค้า

แนวโน้มการใช้งานและการพัฒนาของ NAND Flash

เนื่องจากเป็นสื่อจัดเก็บข้อมูลโซลิดสเตตไดรฟ์ที่ค่อนข้างใช้งานได้จริง แฟลช NAND จึงมีลักษณะทางกายภาพบางประการในตัวมันเองอายุการใช้งานของ NAND Flash ไม่เท่ากับอายุการใช้งานของ SSDSSD สามารถใช้วิธีการทางเทคนิคต่างๆ เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของ SSD โดยรวมได้ด้วยวิธีการทางเทคนิคที่แตกต่างกัน อายุการใช้งานของ SSD จึงสามารถเพิ่มขึ้นได้ 20% ถึง 2000% เมื่อเทียบกับ NAND Flash

ในทางกลับกัน อายุการใช้งานของ SSD จะไม่เท่ากับอายุการใช้งานของ NAND Flashอายุการใช้งานของแฟลช NAND มีลักษณะเฉพาะโดยวงจร P/E เป็นหลักSSD ประกอบด้วยอนุภาคแฟลชหลายตัวด้วยอัลกอริธึมดิสก์ทำให้อายุการใช้งานของอนุภาคสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตามหลักการและกระบวนการผลิตของแฟลช NAND ผู้ผลิตหน่วยความจำแฟลชรายใหญ่ทุกรายกำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อพัฒนาวิธีการต่างๆ เพื่อลดต้นทุนต่อบิตของหน่วยความจำแฟลช และกำลังค้นคว้าอย่างจริงจังเพื่อเพิ่มจำนวนเลเยอร์แนวตั้งใน 3D NAND Flash

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี 3D NAND เทคโนโลยี QLC ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง และผลิตภัณฑ์ QLC ก็เริ่มปรากฏตัวทีละรายการคาดการณ์ได้ว่า QLC จะมาแทนที่ TLC เช่นเดียวกับที่ TLC เข้ามาแทนที่ MLCยิ่งไปกว่านั้น ด้วยความจุ 3D NAND single-die เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นสองเท่า สิ่งนี้จะช่วยขับเคลื่อน SSD สำหรับผู้ใช้ทั่วไปเป็น 4TB, SSD ระดับองค์กรที่จะอัพเกรดเป็น 8TB และ QLC SSD จะทำงานที่ TLC SSD ทิ้งไว้ให้เสร็จสิ้น และค่อยๆ แทนที่ HDDกระทบตลาด NAND Flash

ขอบเขตของสถิติการวิจัยประกอบด้วย 8 Gbit, 4Gbit, 2Gbit และหน่วยความจำแฟลช SLC NAND อื่นๆ ที่น้อยกว่า 16Gbit และผลิตภัณฑ์ดังกล่าวใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง ยานยนต์ อุตสาหกรรม การสื่อสาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

ผู้ผลิตดั้งเดิมระดับนานาชาติเป็นผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยี 3D NANDในตลาด NAND Flash ผู้ผลิตดั้งเดิม 6 ราย เช่น Samsung, Kioxia (Toshiba), Micron, SK Hynix, SanDisk และ Intel ได้ผูกขาดส่วนแบ่งตลาดโลกมากกว่า 99% มายาวนาน

นอกจากนี้ โรงงานดั้งเดิมในต่างประเทศยังคงเป็นผู้นำในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยี 3D NAND ซึ่งก่อให้เกิดอุปสรรคทางเทคนิคที่ค่อนข้างหนาอย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในรูปแบบการออกแบบของโรงงานเดิมแต่ละแห่งจะมีผลกระทบต่อผลผลิตบางประการSamsung, SK Hynix, Kioxia และ SanDisk ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ NAND 3D แบบ 100+ เลเยอร์ล่าสุดอย่างต่อเนื่อง

ในปัจจุบัน การพัฒนาตลาด NAND Flash ขับเคลื่อนโดยความต้องการสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตเป็นหลักเมื่อเปรียบเทียบกับสื่อจัดเก็บข้อมูลแบบเดิม เช่น ฮาร์ดไดร์ฟแบบกลไก การ์ด SD ไดรฟ์โซลิดสเทต และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลอื่นๆ ที่ใช้ชิปแฟลช NAND ไม่มีโครงสร้างทางกลไก ไม่มีเสียงรบกวน อายุการใช้งานยาวนาน ใช้พลังงานต่ำ มีความน่าเชื่อถือสูง ขนาดเล็ก อ่านและอ่านข้อมูลได้รวดเร็ว ความเร็วในการเขียน และอุณหภูมิในการทำงานมีหลากหลายและเป็นทิศทางการพัฒนาพื้นที่จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ในอนาคตด้วยการมาถึงของยุคข้อมูลขนาดใหญ่ ชิป NAND Flash จะได้รับการพัฒนาอย่างมากในอนาคต