2023年，nand的儲存密度首超磁介質達到1.69tb/in2(tb 每平方英吋) ，而磁介質密度則為1.3tb/in2。值得注意的是，nand的儲存密度仍然呈現高速增長的趨勢，2023年將達到2.77tb/in2，持續拉大與磁介質的差距。idema的調研結果（如下圖）可以清晰的看到nand的優勢。
nand與磁介質儲存密度發展
nand在儲存密度發展能夠一直在快車道上主要取決於三個關鍵因素。首先要說的是cell的種類，按照每個cell能儲存的bit數分為slc、mlc、tlc和qlc幾種，其中qlc（每個儲存單元儲存4bit）還在研究階段，沒有進入市場，本文不再加入討論。
slc、mlc及tlc特性對比（均為2d-nand）
slc雖然耐擦寫能力等指標都明顯優於其他兩種cell，但是由於成本過高並沒有得到大規模應用。在2d-nand時代，mlc在耐擦寫能力、出錯率等特性上取得了非常好的平衡，加上ecc、磨損均衡等一系列核心技術的支援，採用mlc的ssd能夠應對絕大多數企業級應用場景，而最終成為資料中心中ssd配備最廣泛的nand。
值得一提的是pcie ssd這一形態，2023年memblaze發布的pblaze3採用mlc，效能可以達到75萬iops（4k隨機讀）、3.2gb/s讀頻寬以及80 μs/14 μs的讀/寫延時，這樣的效能較主流sata ssd提公升了數十百倍。效能上質的提公升使得nand在企業資料中心中應用進入乙個新的時期。
nand的製程是另乙個影響nand儲存密度的關鍵因素。2d nand從早期50多nm到19nm，最後發展到了16/15nm。每次製程的公升級都將nand儲存密度提公升到新的高度，但是nand快閃儲存器的製程工藝是雙刃劍，容量提公升、成本降低的同時可靠性及效能都在下降，因為工藝越先進，nand的氧化層越薄，可靠性也越差，廠商就需要採取額外的手段來彌補，但這又會提高成本，以致於達到某個點之後製程工藝已經無法帶來優勢了。
最後也是非常重要的就是3d-nand的出現。2d-nand製程上的瓶頸催生了3d-nand技術的出現。簡單的說3d-nand就是通過堆疊方法提高儲存密度，其與2d-nand的區別類似高樓大廈與平房的區別。2015 年samsung、toshiba、micron和sk hynix 3d nand開始大量上市3d nand。3d nand從2023年開始24層逐漸發展為32層，到今年的48和64層，預計明年達到96或者128層。
就nand本身而言，當前儲存密度最高的無疑是3d-tlc，而在這個基礎上堆疊更多層和縮減製程是兩個重要的方向。下面是四大nand廠商的3d-tlc產品。
micron b0kb 3d tlc 384gb
toshiba 3d bics2 tlc 256gbsk hynix 3d-v3 tlc 256gb
samsung 3d-v2 tlc 256gb
當下nand市場的狀態如何呢？集邦諮詢半導體研究中心（dramexchange）最新研究顯示，隨著下半年各家原廠最新64層堆疊的3d-nand flash產能開出，在三星及美光等領頭羊帶領下，預估第三季3d-nand flash產出比重將正式超越50%，成為 nand flash市場的主流製程。經過數年的技術積累，2023年迎來了nand從2d到3d過渡的拐點。
3d-tlc儲存密度大，但是相比mlc，出錯率更高，必須要有更高效、糾錯能力更強的技術支援，這就是ldpc（low density parity check code，低密度奇偶校驗碼）。那麼ldpc的秘密在哪？這將是下篇文章所要講的內容了。
《estimating intel-micron 32-layer 3d nand die size》
《isscc 2017 trends》
《集邦諮詢：3d-nand flash第三季產出比重將突破50%大關，正式成為主流製程》
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