业界首个400层V-NAND,三星靠“键合”打破常规

来源:半导纵横发布时间:2026-10-20 13:49
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NAND的竞争正从“拼层数”转向“拼键合”。

近日,三星电子Memory中国区副总裁兼首席技术官Kevin Yoon在第五届GMIF创新峰会(GMIF2026)的主题演讲《内存革命:构建智能体AI的基石》中,正式介绍了V10 BV-NAND。据三星披露,这是业界首个实现400层以上的V-NAND产品,相比上一代V9,位密度提升58%,I/O速度提升33%,功耗降低25%。这款产品最大突破,在于三星首次将“先进键合技术”引入NAND量产工艺:存储单元与外围电路分开制造,再垂直键合。400层堆叠的意义不只是容量数字的刷新,更反映了3D NAND的竞争重心正在从“堆叠层数”转向“晶圆互连技术”。

存储单元与外围电路分开做,400层才堆得上去

NAND堆叠并非简单的层数叠加。传统工艺下,存储单元与读写控制外围电路集成在同一片晶圆。堆叠层数越高,外围电路占用面积越大,堆叠效率随之下降。当层数向300层、400层迈进时,单片晶圆工艺复杂度陡增,良率与成本很难平衡。

V10 BV-NAND的核心方案是BV(Bonded V-NAND):将存储单元、外围电路分别在两片晶圆上加工,采用各自适配的工艺,再将两片晶圆面对面键合,依靠垂直互连实现层间通信。存储晶圆可以优先优化堆叠密度,电路晶圆专注逻辑性能,两类工艺窗口不再相互约束。三星数据显示,V10位密度提升58%,同等芯片面积下可承载更多数据。

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图 1 三星 V10 BV-NAND 双晶圆键合技术原理

这种设计思路在逻辑芯片、先进封装领域并不新鲜,混合键合已在图像传感器、Chiplet方案中落地。但NAND对成本高度敏感,键合工艺的产能吞吐量、对准精度与良率稳定性必须达到量产标准,才能支撑存储颗粒大规模供货。V10 BV-NAND将键合工艺带进NAND产线,意味着这项技术正走出先进封装的小范围试验场景,开始成为闪存制造的主流可选方案。

位密度升上去,功耗和I/O同步改善

400层带来的提升不只有容量。V10相比V9的功耗降低了25%,I/O速度提升了33%。面对AI推理负载,这两项指标的价值,远大于单纯的堆叠层数。

功耗的下降一部分来自键合架构本身:外围电路和存储单元分开优化后,信号链路与供电结构均可独立精简。I/O速度的提升则直接关系到SSD的读写带宽,尤其三星在演讲中提到,智能体AI生成Token规模快速膨胀,当KV缓存需求突破GPU内存上限时,独立共享存储层就成为刚需;这一层存储对带宽、能效的要求,显著高于传统企业级存储。

SSD与端侧同步铺开,存储层级的边界在移动

V10 BV-NAND是三星在NAND工艺层面的核心基础,但峰会上展示的不只是一颗芯片。服务器SSD方面,主打性能的PCIe Gen6产品PM1763采用V-NAND TLC,强化了散热系统,计划2026年第四季度出样;主打容量的BM1773基于V9 QLC,容量覆盖16TB至256TB,三星称其为“全球最小的256TB SSD”。两款产品分别指向性能密集和容量密集两类场景,对应AI推理中不同层级的存储需求。

更值得留意的是端侧方向。三星给出了zNAND-O架构,目前正在开发4层和8层版本,与MPU通过UCIe接口封装在一起。三星披露仿真数据:位密度达到DRAM的10倍,读取带宽和读取能效是NAND闪存的7倍。在基于月之暗面(Moonshot AI)的Kimi K2-1T模型进行的模拟中,采用zNAND-O的NPU架构在同等性能下把内存成本降到四分之一,可容纳的模型规模接近原来的两倍。从云端KV缓存共享的SSD,到端侧替代部分DRAM的zNAND-O,三星在尝试把存储方案的覆盖范围从数据中心延伸到终端设备,存储与计算之间的层级划分正在变得比以前更灵活。

400层之后,堆叠竞赛的下一站在键合

三星用V10 BV-NAND把NAND的堆叠层数突破400层,但闪存堆叠竞赛并不会止步于400层。SK海力士、美光、铠侠等厂商都在推进300层以上的产品路线,键合技术正在成为整个NAND行业继续提升堆叠密度的必备基础。哪家厂商率先实现键合工艺在对准精度、产能、良率稳定性上的量产达标,就能在下一代高密度NAND的成本竞争中占据主动。

V10 BV-NAND的400层是一个关键工程里程碑,它验证了“分开制造+垂直键合”这条路在NAND量产中的可行性。不过键合工艺从“实现样品制造”到“低成本大规模量产”,仍需要持续的良率爬坡与成本优化。NAND行业竞争从来不是比拼谁率先突破某一个层数,核心比拼的是,能否把对应层数的单位成本压低,满足市场规模化落地的要求。400层的技术可行性已经得到验证,真正的考验,落在产线量产阶段。

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