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BiCS FLASH的发展路线图和关键技术 ， 来了！
铠侠控股（以下简称铠侠HD）于2025年6月5日召开经营方针说明会 ， 公司执行副总裁兼首席执行官太田宏夫介绍了旗舰产品BiCS FLASH的发展路线图和关键技术 ， 以及目前正在开发的新型内存解决方案 。
“许多新的内存技术都是由 Kioxia 开发的 。 ”太田先生首先谈到了内存技术的演进 。 他解释说 ， 随着人工智能（AI）的普及 ， 闪存正通过满足各种需求 ， 包括提升位密度、可靠性、性能和能效 ， 来支持人工智能的普及 。 他还提到 ， 内存容量已从1991年的4M位增加到目前正在量产的第八代BiCS FLASH的2T位 ， 增加了50万倍 。 他强调：“在此过程中 ， SLC、MLC、TLC和QLC（四级单元）等新的内存技术应运而生 ， 其中许多技术都由铠侠创造 。 我们相信 ， 我们将继续引领行业的技术创新 。 ”
铠侠的技术能力实现“最高位密度”Ohta强调：“NAND闪存的成本竞争力取决于芯片上能装载多少比特 。 ” 一般来说 ， 提升比特密度的方法有四种：增加层数、以平面方式减小芯片面积、引入新架构以及像QLC那样逻辑地提高比特密度 。 但他表示：“投资额度因方法而异 ， 因此 ， 如何减少投资并提高比特密度 ， 在技术发展战略方面至关重要 。 ”
除了增加层数外 ， 铠侠HD还通过结合平面缩小等方法来实现位密度的最大化 。 太田解释说：“一般来说 ， 其他公司专注于通过增加层数来提高位密度 ， 但除此之外 ， 我们的优势在于在平面方向上缩小芯片面积 。 ” 他继续表示 ， 他们正在通过各种开发要素来追求位密度的最大化 ， 例如引入CBA（CMOS直接键合阵列）等新架构以及早期引入QLC 。
OPS、CBA 和逻辑收缩在平面方向的微缩技术方面 ， 该公司利用与合作伙伴共同开发的新技术OPS（On Pitch SGD） ， 实现了字线层的面积开销的降低 。 在现有的布局中 ， 直到第六代BiCS FLASH ， 为了能够单独选择物理页面 ， 在字线层中创建了非活动内存孔 ， 以提供物理隔离 。 在第八代中 ， OPS技术用于在内存孔之间创建这种隔离 ， 从而降低了面积开销 。
作为一种新的架构 ， CBA技术应运而生 。 他解释说 ， 从CNA（CMOS Next to Array ， 即CMOS阵列旁路技术）到CUA的过渡降低了CMOS的面积开销 ， 但“连接CMOS和存储单元的布线开销仍然存在” 。 第八代引入的CBA技术通过分别处理CMOS和单元阵列并将它们粘合在一起 ， 进一步降低了这一开销 。 Ohta强调：“铠侠也为能够成为这项技术的行业领导者而感到自豪 。 这项CBA技术能够在最佳温度条件下处理CMOS晶圆和存储单元晶圆 ， 从而最大限度地发挥它们各自的性能 ， 最终实现在接口和单元性能方面极具竞争力的产品 。 ”
平面缩小、新架构和逻辑缩小 。 来源：Kioxia Holdings
他最后提到的是逻辑微缩（多值化） ， 例如QLC 。 铠侠HD从第四代BiCS FLASH（三维闪存）开始生产QLC ， 并强调公司也一直在该领域做出先进努力 ， 并于2007年在二维70纳米工艺中开发了QLC产品 。 Ohta补充道：“QLC产品是一种通过在TLC产品的性能和可靠性之间做出权衡来降低成本的技术 ， 因此我们在开发QLC产品时会仔细考虑每个市场的规格要求 。 ”
HCF技术解释2024年12月 ， 铠侠HD在国际会议“IEDM”上发布了名为“HCF（水平通道闪存）”的新技术 ， 通过水平排列通道来提高存储密度 。
在发布会上 ， 有人问及HCF的引入时间 ， Ohta回答道：“有传言称竞争对手能够堆叠1000层 ， 但我们相信从技术上来说 ， 我们也能做到 。 然而 ， 成本和性能是否能达到最终用户实际使用的水平 ， 是一个很大的疑问 。 到那时 ， 我们认为最终可能需要过渡到概念不同的HCF技术 ， 我们正在将此作为一种选择 。 ” 至于时间框架 ， 该公司正在考虑从2030年代中期开始过渡 。
BiCS FLASH的未来技术战略太田先生还概述了BiCS FLASH未来的技术战略 。
【Kioxia的NAND战略，将如何演变？】该公司计划沿着两条轴线进行发展：除了通过增加层数来实现大容量和高性能的传统产品阵容之外 ， 该公司还计划利用CBA技术将现有的单元技术与最新的CMOS技术相结合 ， 以实现高性能并降低投资成本 。
对于首批高容量、高性能产品 ， 公司计划结合进一步堆叠和平面缩小 ， 开发高位密度、大容量的第10代及后续代产品 ， 以满足企业级和数据中心SSD市场的需求 。
对于注重性能的第二个产品组 ， 我们利用CBA技术 ， 将现有世代存储单元与实现高速的CMOS技术相结合 ， 开发了满足各种尖端应用需求的第九代存储单元 。 通过利用现有世代存储单元 ， 我们将能够减少堆叠所需的资本投资 ， 同时满足搭载AI的边缘应用的需求 。
Ohta表示：“通过这两项发展战略 ， 我们将在保持最佳投资效率的同时 ， 开发出满足尖端应用先进需求的有竞争力的产品 。 ”
BiCS FLASH 路线图 。 来源：Kioxia Holdings
Ohta表示：“通过这两项发展战略 ， 我们将在保持最佳投资效率的同时 ， 开发出满足尖端应用先进需求的有竞争力的产品 。 ”
引入CBA技术的优势
下图总结了从第五代到第十代的性能/位密度的演变 。
第 5 代到第 10 代的性能/位密度演变 。 来源：Kioxia Holdings
通过引入CBA技术 ， 第八代产品实现了公司所称的“业界领先水平”的接口速度和功率效率 ， 同时实现了高位密度 。 Ohta强调：“第八代产品在性能、功耗和可靠性方面获得了众多客户的良好反馈和评价 。 此次引入的CBA技术使我们领先竞争对手两代 ， 这一优势将进一步增强铠侠SSD产品的竞争力和产品阵容 。 ”
进入新市场的举措关于进军新市场的努力 ， 他在展示存储器层级结构的同时 ， 还解释说 ， 除了目前业务核心的TLC和QLC NAND之外 ， 公司还在开发其他存储器 。 在DRAM领域 ， 他以OCTRAM（氧化物半导体通道晶体管DRAM）为例 ， 这是一种采用InGaZnO晶体管的新型DRAM结构 ， 其开发着眼于用于低功耗AI和后5G时代的系统存储器 。
他们还提到了“X-FLASH” ， 这是一种填补TLC NAND和DRAM之间延迟差距的存储级内存 。 他们计划开发“超高IOPS SSD”（详情见下文）和“CXL-XL” ， 作为利用X-FLASH的新解决方案 。
进军新市场的举措 。 来源：Kioxia Holdings
CXL-XL 是一款采用 CXL 接口技术的内存 ， 该技术可在 CPU 之间共享内存空间 ， 样品计划于 2026 年下半年发货 。 太田表示：“随着计算规模越来越大、越来越分散 ， 以执行更高级的计算 ， 仅使用 DRAM 扩展内存容量在成本和功耗方面都面临挑战 。 CXL-XL 将满足 DRAM 无法实现的大容量、低延迟内存需求 。 ”
该公司还将继续开发超大容量QLC 。 QLC SSD目前已在数据中心使用 ， 但“未来我们将开发大容量、低成本的QLC ， 使其在TCO（总体拥有成本）方面能够与近线HDD相媲美 。 ”
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