回答這個問題之前，我們先來看看u盤的結構是怎樣的，如下圖：
u盤主要有兩部分，一是nand控制晶元，二是nand儲存晶元。其中，nand儲存晶元是u盤實現儲存資料的介質。所以，要回答"u盤的儲存材料氧化物絕緣層到底是個什麼神奇之物？"這個問題，我們接下來的任務就是了解一下nand的結構和工作原理。
nand快閃儲存器基本單元是乙個特殊的mos電晶體。一般的mos電晶體只有乙個柵極(gate)，而nand快閃儲存器有兩個柵極，乙個是控制柵極(control gate)，另外乙個就是浮柵(floating gate). 而浮柵是被絕緣氧化層完全包裹著，沒有任何電極連線，處於懸浮的狀態。同時，這個浮柵是nand快閃儲存器實現資料儲存的關鍵。
了解了nand的結構，我們再來簡單解釋一下nand的工作原理。
nand快閃儲存器的寫入(program)操作，也就是電子注入浮柵(floating gate)的過程：當柵極和漏極加上一定的電壓之後， 隧穿氧化層(tunnel oxide)與基底(substrate)之間就會形成乙個溝道，在這個溝道中源漏極之間形成電流，也就是電子的流動。此時，控制柵極(control gate)，加乙個足夠大的電壓，此時在控制柵極和基地之間就會形成乙個電場，溝道中的電子經過隧穿氧化層之後，注入浮柵之中，就完成了寫入的過程。
nand快閃儲存器的擦除(erase)操作，也就是浮柵(floating gate)中儲存的電子釋放的過程：此時，主要在控制柵極(control gate)和基地之間加乙個反向的電場，也就是控制柵極接地，基地接乙個高電壓，這樣，浮柵的電子就會在反向電場的作用下透過隧穿氧化層被釋放到溝道之中，就完成了擦除的過程。
了解了nand的結構和工作原理，我們現在重點看一下絕緣氧化層的作用。從nand快閃儲存器的寫入和擦除過程，我們可以知道，絕緣氧化層最重要的作用就是提供乙個電子跳躍的壁壘，如下圖。這樣的話，存在浮柵中的電子就不會輕易的跑掉，實現非易失性儲存，也就是，斷電之後仍可以保持資料。
所以，絕緣氧化層對nand快閃儲存器的可靠性起著至關重要的作用，同時，也影響整個nand快閃儲存器的壽命。
我們在討論nand壽命的時候，一般參考pe(program/erase) cycle。nand快閃儲存器主要有slc，mlc，tlc，qlc(qlc離走進市場還有一段時間，我們這裡先忽略)，壽命依次減弱，如下表：
因為，隨著pe cycle的增加，絕緣氧化層會越來越薄，壁壘作用越來越弱，這樣的話，就會導致浮柵中的電子更是跑掉。後果就是我們儲存在nand快閃儲存器的資料丟失，也就是我們nand(也可以說u盤)壽命到期了。
雖然slc的壽命最強，但也是最貴的。所以，我們現在市面上見到的u盤，大部分都是tlc nand，好一點的可能會採用mlc nand，基本沒有採用slc nand的u盤了。
我們通過介紹u盤的結構，nand結構和原理，了解了絕緣氧化層至關重要的作用，關乎著u盤的壽命。
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