NAND Flash 新一代x3制程之战　已悄悄开打

随着NAND型闪存( Flash)于各式IT与消费性电子产品应用日广，各终端产品对NAND Flash容量需求日增，对低成本要求也从未间断，致使MLC (Multi Level Cell)型NAND Flash虽已成市场主流，各NAND Flash大厂在提升容量与降低成本的路上仍未见停歇，持续开发更新一代的制程技术x3 (3-bit-per-cell)。

新帝(SanDisk)于2008年2月正式对外表示，将于2008年第2季开始量产以56奈米制程生产的16Gb容量x3 NAND Flash，随后东芝(Toshiba)、三星电子(Samsung  Electronics)、与海力士(Hynix)亦表示计划于2008年推出x3 NAND Flash产品，NAND Flash产业技术发展，已开始由MLC技术迈向x3世代。

段标：NAND Flash制程　MLC居主流

NAND Flash技术发展初期以三星于2000年开发的SLC (Single Level Cell)架构为主，即在1个内存储存单元(cell)中存放1位(bit)的数据，其优点是使用寿命长、读写速度快、稳定度高，对于可靠度要求较高的固态硬盘(Solid State Drive；SSD)与高阶记忆卡，皆采SLC NAND Flash。

MLC则由英特尔(Intel)在1997年开发，初期用于NOR Flash，直到2003年以后才由东芝推出采MLC制程的NAND Flash，其每个内存储存单元中可存放2位数据，储存容量较SLC NAND Flash多出1倍，制造成本也更低。

一颗相同容量的MLC NAND Flash颗粒成本比SLC NAND Flash约少20%~30%，若加上每次制程微缩所带来的30%成本节省，在MLC技术下，NAND Flash制程每向前推进1个世代，便可创造出50%~60%的成本精简，对NAND Flash价格趋向平民化并扩大应用层面，帮助很大。

不过由于MLC因使用寿命、读写速度与稳定度皆较SLC差，故初期发展速度反不如SLC；但因为近几年来消费性电子产品对于NAND Flash储存容量与成本节省需求日增，相较SLC芯片更具大容量与低成本优势的MLC芯片，逐渐受到NAND Flash业者的青睐。
在东芝与新帝的大力发展下，MLC已于2006年下半取代SLC，成为NAND Flash主流技术，至2008年初，MLC型NAND Flash更已占NAND Flash总出货量的90%以上。

NAND Flash大厂积极布局新一代x3制程　新帝、东芝拔头筹

仅管MLC型NAND Flash的生产成本已较SLC型NAND Flash大幅缩减，然为了持续降低成本，自2008年下半起，各NAND Flash大厂皆开始小量转进更新的x3，甚至是x4(4-bit-per-cell)制程技术。

所谓的x3与x4技术，乃承袭MLC的概念做进一步延伸，一般我们所提的MLC芯片是在每个内存储存单元中存放2位的数据，而x3与x4则分别演进至每个内存储存单元存放3与4位的数据，NAND Flash芯片中，单一内存储存单元内存放的位数愈多，其生产成本便能进一步下降。

据业者表示，在一片12吋晶圆上，采用x3技术所产出的NAND Flash颗粒数目，将比采用传统2 bit per cell架构的MLC技术所产出的NAND Flash颗粒数目，多出20%以上，而其制造成本与储存容量，亦皆较MLC技术每单元只能存放2位数据更具优势。

综观各NAND Flash大厂在x3与x4技术的推展，以东芝与新帝的联合阵营脚步最快，因2者过去在合作MLC技术已有多年经验，所以在x3与x4的研发与导入，具备较佳的默契与资源。

凭借着2者合作所创造的技术与专利优势，新帝与东芝皆有机会抢先在2008年第2季开始，以现行主流的56奈米制程，量产x3技术NAND Flash，2009年则推进至以43奈米量产x3与x4技术NAND Flash，以进一步降低芯片制造成本。

而三星与海力士亦加紧脚步投入x3与x4的发展，其中，三星已于2007年的Flash Day即表示，其采用x3制程的NAND Flash芯片将于2008年推出；至于海力士则是在2007年3月与新帝合资成立新公司，并签订DRAM与NAND Flash技术专利的交互授权协议，计划以产能换取新帝的x3与x4技术。

另外，代表英特尔与美光(Micron)阵营的IM Flash，虽未宣布x3与x4的量产时间点，然在未来x3以上制程将取代MLC成为市场主流趋势下，势必要有所动作。

段标：x3制程提升容量与降低成本幅度有限　NAND Flash产业环境日益严苛

由于NAND Flash产业具备不断追逐更低制造成本的特性，将促使x3技术可望在5年后取代MLC成为主流技术，x4则可望在5~8年成为新一代的NAND Flash主流技术。

根据业界预估，2012年后采用x3技术所生产的NAND Flash芯片，将有机会占NAND Flash整体出货量的50%以上，成为NAND Flash市场主流；x4技术约占20%、MLC型NAND Flash占25%、SLC技术则不到5%。

虽MLC技术演进至x3技术以后，在同一制程下采用x3技术所产出的NAND Flash芯片数量可较采MLC技术时成长20%，储存容量亦能大幅提升，然成本降幅却已不若SLC转进MLC时那样显著。

据相关业者表示，以往NAND Flash制程自SLC技术演进至MLC技术，若包含制程微缩带来的成本效益，成本降幅约50%，然未来从MLC技术演进至x3甚至是x4世代，成本降幅将不若以往动辄达50%水平，主因制程技术难度提高，但读写效能却反而下降，这也显示出，NAND Flash技术开发上所面临的挑战将愈来愈严苛。

x3制程尚不利PC应用　但有助其它消费性电子应用

不过，对于各NAND Flash大厂而言，尽管进度幅度有限，只要能再往前迈进，哪怕只是小小的一步，各厂也只能义无反顾地勇敢向前冲。

此外，MLC转进x3世代后，虽NAND Flash芯片每内存储存单位中的数据储存量由2位提升到3位，然读写速度亦较MLC更慢，对NAND Flash进军PC应用应相当不利。

业界亦普遍认为，中短期不太可能看到固态硬盘采用x3 制程的NAND Flash芯片，主因SSD需采较高读写效能与稳定度的芯片，x3 NAND Flash尚无法达此要求，然对于一般效能要求较不高的消费性电子产品，如MP3、平价记忆卡与随身碟等，现阶段已多采MLC NAND Flash，未来亦可望最快转采x3 NAND Flash，在成本面将可进一步降低，有助未来消费者以更低廉的价格，买到更高储存容量的NAND Flash相关应用电子产品。