電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道，據(jù)韓媒報(bào)道，三星近日與長江存儲(chǔ)簽署了3D NAND混合鍵合專利許可協(xié)議，從第10代V-NAND開始，將使用長江存儲(chǔ)的專利技術(shù)，特別是在“混合鍵合”技術(shù)方面。
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W2W技術(shù)是指將兩片已經(jīng)加工完畢的晶圓直接鍵合在一起。這項(xiàng)技術(shù)通過直接將兩片晶圓貼合，省去了傳統(tǒng)的凸點(diǎn)連接，從而縮短了電氣路徑，提高了性能和散熱能力，同時(shí)優(yōu)化了生產(chǎn)效率，是目前混合鍵合中最常用的技術(shù)。
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據(jù)ZDNet報(bào)道，三星之前在NAND生產(chǎn)中使用COP（外圍單元）方法，即將外圍電路置于一個(gè)晶圓上，并將單元堆疊在上面。當(dāng)層數(shù)超過400層時(shí)，底層外圍電路的壓力會(huì)顯著增加，影響芯片的可靠性。
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根據(jù)三星的計(jì)劃，2025年下半年將量產(chǎn)下一代V10 NAND，預(yù)計(jì)堆疊層數(shù)將達(dá)到420至430層。因此引入W2W技術(shù)勢在必行。
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長江存儲(chǔ)的混合鍵合技術(shù)命名為“晶棧（Xtacking）”，于四年前推出并用于3D NAND制造，同時(shí)進(jìn)行了全面的專利布局。
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據(jù)介紹，在晶棧Xtacking架構(gòu)推出前，市場上的3D NAND主要分為傳統(tǒng)并列式架構(gòu)和CuA（CMOS under Array）架構(gòu)。長江存儲(chǔ)通過創(chuàng)新布局和縝密驗(yàn)證，經(jīng)過長達(dá)9年在3D IC領(lǐng)域的技術(shù)積累和4年的研發(fā)驗(yàn)證后，終于將晶圓鍵合這一關(guān)鍵技術(shù)在3D NAND閃存上得以實(shí)現(xiàn)。
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在指甲蓋大小的面積上實(shí)現(xiàn)數(shù)十億根金屬通道的連接，合二為一成為一個(gè)整體，擁有與同一片晶圓上加工無異的優(yōu)質(zhì)可靠性表現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)為未來3D NAND帶來更多的技術(shù)優(yōu)勢和無限的發(fā)展可能。隨著層數(shù)的不斷增高，基于晶棧Xtacking所研發(fā)制造的3D NAND閃存將更具成本和創(chuàng)新優(yōu)勢。
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晶棧Xtacking可實(shí)現(xiàn)在兩片獨(dú)立的晶圓上加工外圍電路和存儲(chǔ)單元，這樣有利于選擇更先進(jìn)的邏輯工藝，從而讓NAND獲取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。當(dāng)兩片晶圓各自完工后，創(chuàng)新的晶棧Xtacking技術(shù)只需一個(gè)處理步驟即可通過數(shù)十億根垂直互聯(lián)通道(VIA)將兩片晶圓鍵合，合二為一。
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在傳統(tǒng)3DNAND架構(gòu)中，外圍電路約占芯片面積20~30%，晶棧?Xtacking技術(shù)創(chuàng)新的將外圍電路置于存儲(chǔ)單元之上，從而實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)3D NAND更高的存儲(chǔ)密度，芯片面積可減少約25%。
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晶棧Xtacking 技術(shù)充分利用存儲(chǔ)單元和外圍電路的獨(dú)立加工優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了并行的、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造，產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間可縮短三個(gè)月，生產(chǎn)周期可縮短20%。此外，這種模塊化的方式也為引入NAND外圍電路的創(chuàng)新功能以實(shí)現(xiàn)NAND閃存的定制化提供了可能。
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在長江存儲(chǔ)第三代系列產(chǎn)品中，晶棧 Xtacking已全面升級(jí)至2.0，進(jìn)一步釋放3D NAND閃存潛能。晶棧 Xtacking2.0充分利用架構(gòu)優(yōu)勢為客戶帶來更多價(jià)值。其中包括：進(jìn)一步提升閃存吞吐速率、提升系統(tǒng)級(jí)存儲(chǔ)的綜合性能、開啟定制化閃存全新商業(yè)模式等。
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根據(jù)TechInsights技術(shù)分析，致態(tài)TiPro9000固態(tài)硬盤（ZTSS3CB08B34MC）采用了長江存儲(chǔ)的新型Xtacking4.x芯片。它由2yy 個(gè)有源層（除漏極選擇柵極SGD外，總柵極數(shù)為 294層）組成，下層擁有 150 個(gè)柵極，而上層則有 144 個(gè)柵極。其TLC NAND 的位密度增至20Gbit/mm^2以上，這在業(yè)界尚屬首次。
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目前掌握3D NAND混合鍵合關(guān)鍵專利的公司包括美國的Xperi、中國的長江存儲(chǔ)和中國臺(tái)灣的臺(tái)積電。Xperi是一家專利授權(quán)公司，臺(tái)積電是一家半導(dǎo)體代工企業(yè)，而長江存儲(chǔ)的“Xtaking”技術(shù)已經(jīng)穩(wěn)定量產(chǎn)，并演進(jìn)到“4.x”版本。
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外媒報(bào)道稱，三星要開發(fā)下一代NAND幾乎不可能規(guī)避長江存儲(chǔ)的專利。同樣的，SK海力士也在開發(fā)400層以上NAND產(chǎn)品，一旦用到混合鍵合技術(shù)或?qū)⒉豢杀苊獾匦枰c長江存儲(chǔ)簽訂專利授權(quán)協(xié)議。
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