晶栈(Xtacking)架构是一种创新的3D NAND闪存技术架构,不仅提升了闪存吞吐速率也提升系统级存储综合性能。
核心原理Xtacking技术将存储单元阵列(Memory Cell Array)和外围逻辑电路(CMOS电路)分别独立制造在两片晶圆上,然后通过垂直互联技术(如硅通孔TSV或混合键合)将两者键合在一起。
速度提升:外围电路与存储单元直接键合,缩短数据传输路径,I/O速度较传统架构提升约50%(如:Xtacking 3.0技术可实现2400 MT/s的接口速率)。存储密度提升:传统芯片架构中外围电路占用约20-30%的芯片面积,Xtacking可显著降低面积占用,提升存储密度。灵活性:存储单元和外围电路可使用各自的最优工艺进行制造。低功耗:键合技术减少长距离互连的电阻和电容,降低动态功耗。抗干扰性:外围电路与存储单元物理隔离,减少信号串扰,提升数据可靠性。国产突破:Xtacking技术使长江存储成为全球少数掌握高端3D NAND技术的厂商之一,打破三星、铠侠(Kioxia)、美光等巨头的垄断。闪存工作原理存储单元(Memory Cell)
核心元件:浮栅晶体管(Floating Gate Transistor)或电荷捕获层(Charge Trap Layer,如3D NAND中的替代方案)。结构特点:控制栅(Control Gate):用于施加电压以控制电荷的注入或释放。浮栅(Floating Gate):被绝缘层(氧化物)包围,用于存储电荷(电荷多少代表数据“0”或“1”)。隧道氧化层(Tunnel Oxide):允许电荷通过量子隧穿效应进出浮栅。存储阵列组织
页(Page):闪存的最小读写单位(通常4KB-16KB)。块(Block):由多个页组成(如128页),是擦除操作的最小单位。平面(Plane):多个块组成平面,支持并行操作以提升速度。致态TiPro9000采用晶栈Xtacking 4.0技术的294层 TLC闪存芯片慧荣主控+2GB LPDDR4X DRAM 缓存芯片支持PCIe 5.02TB版顺序读取速度为14245MB/s,顺序写入速度为13720MB/s2TB版最大随机读取性能超过了2000K IOPS耐久度:600TBW(1TB)、1200TBW(2TB)