YMTC 128L Xtacking 2.0 SSD!
最终，他们可能会赶上三星、SK海力士、KIOXIA
Jeongdong Choe博士
2021年9月23日
TechInsights刚刚发现并快速审查了从Asgard Memory (Powev Electronic Technology Co.) PCIe4.0 NVMe1.4 AN4 1TB SSD中移除的YMTC 128L TLC模具，该模具具有双面PCB布局。根据SSD产品的不同，YMN09TC1B1HC6C(日期代码:2021 9W)或POWEV PYT02TV4IA1-X4PWA(日期代码:2021 31W)等3D NAND Flash设备的包装标记不同。
该设备采用了由长江存储技术有限公司(YMTC)制造的新型3D NAND 128L Xtacking 2.0芯片。1tb SSD由4台256gb的NAND (YMTC)设备和2台512MB的DDR4(南亚)设备组成。4个NAND芯片被组装在一台设备中，这意味着它是一个512 Gb的芯片。
图1为YMTC 512gb 128L Xtacking 2.0 3D TLC NAND芯片的封装标记，图2为NAND芯片标记(CDT1B)，图3为YMTC 512gb 128L Xtacking 2.0 3D TLC NAND芯片的CMOS芯片标记(CDT1A或CDT1B)。作为参考，YMTC 64L Xtacking 1.0 TLC模具NAND模具(Y01-08 BCT1B)和CMOS外围模具(Y01A08 BCT1B)的模具标记略有不同。
图1所示。YMTC 128L Xtacking 2.0包装标记
图2。YMTC 128L Xtacking 2.0 512Gb NAND模具标记
图3。YMTC 128L Xtacking 2.0周边CMOS模具标记
YMTC的128层工艺实现了容量、位密度和I/O速度的行业领先新标准
三星176L V-NAND和SK海力士176L 4D PUC NAND固态硬盘还没有进入商用市场，因此具有很大的意义。YMTC 512Gb 128L Xtacking 2.0 TLC模具尺寸为60.42 mm2．钻头密度增加到8.48 Gb/mm2，比Xtacking 1.0 die (256Gb)高出92%。由于YMTC Xtacking混合键合技术使用两个晶片集成3D NAND器件，我们可以找到两个晶片，一个是NAND阵列晶片，另一个是CMOS外围晶片。
图4为YMTC 128L Xtacking 2.0芯片的NAND模平面图，图5为CMOS外设模平面图。Xtacking架构旨在让YMTC获得超快的I/O，同时最大化其内存阵列的密度，例如，对于SSD, 7500 MB/s读和5500 MB/s写。该模具具有四平面设计，所有CMOS外围电路，如页缓冲、列解码器、电荷泵、全局数据路径和电压发生器/选择器都放置在3D NAND单元阵列模具下的逻辑模具上。
图4。YMTC 128L Xtacking 2.0 NAND模具平面图
图5。YMTC 128L Xtacking 2.0外围CMOS模具平面图
YMTC 128L Xtacking 2.0成像，规格和细胞结构
图6。YMTC 32L至128L 3D NAND电池结构(WL方向x切片SEM图像)
YMTC 128L Xtacking 2.0单元结构由两个层板组成，通过层板接口缓冲层连接，其过程与KIOXIA 112L BiCS 3D NAND结构相同。单元大小，CSL间距，和9孔VC布局保持相同的设计和尺寸(水平/垂直的WL和BL间距)与以前的64L Xtacking 1.0单元。门的总数是141 (141T)，包括选择器和用于TLC操作的虚拟WLs。
图6显示了在WL方向上YMTC 3D NAND细胞结构，以及注释为32L (T-CAT, 39T)、64L (Xtacking 1.0, 73T)和128L (Xtacking 2.0, 141T)的门总数。
上层甲板有72个钨闸门，下层甲板有69个闸门。包括BEOL Al、NAND模具和外围逻辑模具在内的金属层总数为10层，这意味着与64L Xtacking 1.0工艺集成相比，外围逻辑模具中增加了2层铜金属层。通道VC孔高度增加了一倍，为8.49µm。表1为YMTC 3D NAND器件的比较;Gen1 (32L)， Gen2 (64L, Xtacking 1.0)和Gen3 (128L, Xtacking 2.0)。
| 设备 | YMTC 3D NAND Gen1 (32L) | YMTC 3D NAND Gen2 (64L) | YMTC 3D NAND Gen3 (128L) |
|---|---|---|---|
| 母公司产品的例子 | 32 gb USB安全 | Gloway YCT512GS3-S7 箴SSD 512 gb |
仙宫PCIe4.0 NVMe1.4 AN4 1 tb SSD |
| 包标记 | YMEC6A1MA3A2C1 | YMN08TB1B1HUB1B | YMN09TC1B1H6C |
| 死的标记 | 98081一个 | BCT1B | CDT1B |
| 多层陶瓷操作 | 多层陶瓷 | 薄层色谱 | 薄层色谱 |
| 体系结构 | T-CAT | Xtacking | Xtacking |
| 骰子/设备的数量 | 4 | 4 | 4 |
| 内存(/模) | 64 Gb | 256 Gb | 512 Gb |
| 模具尺寸 | 76.30毫米2 | 57.96毫米2 | 60.42毫米2 |
| 记忆密度 | 0.84毫米2 | 4.42毫米2 | 8.48毫米2 |
| 飞机 | 1 | 2 | 4 |
| 数量的甲板 | 1 | 1 | 2 |
| 总闸数 | 39 t | 73吨 | 141吨 (69 + 72) |
| 数量的金属 | 3. | 8 | 10 |
| 通道孔高度 | 2.74µm2 | 4.14µm2 | 8.49µm2 |
表1。YMTC三维NAND器件的比较Gen1 (32L)， Gen2 (64L, Xtacking 1.0)和Gen3 (128L, Xtacking 2.0)
与三星(V-NAND)、美光(CTF CuA)、SK hynix (4D PUC)等现有128L 512 Gb 3D TLC NAND产品相比，模具尺寸更小，因此比特密度最高。与美光和SK海力士相同的四面模平面和两层阵列结构，但每串选择器和虚拟WLs的数量为13个，比美光和SK海力士(均为147T)少。由于采用Xtacking混合键合方法，使用的金属层数远高于其他产品。表2为128L 512 Gb 3D TLC NAND产品对比，其中包括刚刚发布的YMTC 128L Xtacking 2.0 3D NAND。
| 设备 | YMTC 128 l Xtacking | 三星128 l V-NAND | Micron 128L CuA CTF | SK hynix 128L 4D PUC |
|---|---|---|---|---|
| 父产品(示例) | 仙宫PCIe4.0 NVMe1.4 AN4 1 tb SSD |
三星EVO 870 1TB | 微米BX500至关重要 2.5 480 gb固态硬盘 |
SK海力士Gold P31 SSD 1 tb |
| 包标记 | YMN09TC1B1H6C | K9DVGY8J5B-DCK0 | OYD2D NW987 | H25T2TB88E |
| 死的标记 | CDT1B | K9AHGD8J0B | B37R | H25TFB0 |
| 多层陶瓷操作 | 薄层色谱 | 薄层色谱 | 薄层色谱 | 薄层色谱 |
| 体系结构 | Xtacking | V-NAND | 周大福CuA | 4 d举办的 |
| 骰子/设备的数量 | 4 | 16 | 2 | 8 |
| 内存(/模) | 512 Gb | 512 Gb | 512 Gb | 512 Gb |
| 模具尺寸 | 60.42毫米2 | 74.09毫米2 | 66.02毫米2 | 63.00毫米2 |
| 记忆密度 | 8.48毫米2 | 6.91毫米2 | 7.76毫米2 | 8.13毫米2 |
| 飞机 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 数量的甲板 | 2 | 1 | 2 | 2 |
| 总闸数 | 141吨 (69 + 72) |
136吨 | 147吨 (73 + 74) |
147吨 (77 + 70) |
| 数量的金属 | 10 | 4 | 6 | 5 |
| 通道孔高度 | 8.49µm2 | 6.23µm2 | 8.42µm2 | 7.53µm2 |
表2。比较YMTC、三星、美光、SK海力士的128L 512 Gb 3D NAND设备
崔正东博士将YMTC 128L Xtacking 2.0 3D NAND添加到3D NAND 1GB领域趋势中。还预测了162L和176L即将到来的设备，并将其添加到图表中。从3D NAND缩放角度来看，它看起来足以与其他产品竞争。看来YMTC已经大大赶上了其他领跑者。
