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铠侠BiCS FLASH:3D存储革新之路,从破局到领航未来的技术跃迁

   时间:2026-05-12 15:18:23 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在数字化浪潮席卷全球的今天,智能手机、笔记本电脑、数据中心等设备已成为现代生活的核心基础设施,而支撑这些设备高效运行的关键技术之一,便是闪存。作为3D NAND闪存领域的领军者,铠侠(KIOXIA)自主研发的BiCS FLASH技术,不仅突破了传统2D平面闪存的物理极限,更以持续创新推动存储行业迈向更高密度、更低功耗的新纪元。

传统2D平面NAND闪存技术通过缩小存储单元尺寸和增加平面密度来提升容量,但当制程节点推进至10纳米以下时,漏电、干扰等问题日益凸显,导致存储可靠性下降、成本攀升。为破解这一困境,铠侠(原东芝存储)于2007年在VLSI研讨会上首次提出垂直堆叠的BiCS(Bit Cost Scalable)3D NAND概念,开创了“向空间要容量”的技术路径。该技术通过将存储单元垂直堆叠,在避免单元尺寸微缩难题的同时,实现容量指数级增长,为现代存储需求提供了全新解决方案。

从概念到量产,BiCS FLASH的研发历程充满挑战。2014年,铠侠成功完成24层原型验证,成为全球首家实现3D NAND量产的企业;次年,48层256Gb TLC产品正式商用,标志着2D平面闪存时代落幕。此后,铠侠以每两年一代的速度推进技术迭代,截至2025年已完成十代技术演进,堆叠层数从48层跃升至332层,位密度、接口速度、能效等核心指标持续领跑行业。

技术突破的背后,是铠侠对架构创新的执着追求。第八代BiCS FLASH引入的CBA(CMOS Directly Bonded to Array)架构,将存储阵列与CMOS控制电路分别制造于两片晶圆,再通过高精度键合技术实现集成。这一设计使芯片面积缩小15%,存储密度提升,接口速度从3.2Gbps提升至3.6Gbps,信号传输效率提高30%。配合CBL(Crossed Bit Line)架构优化布线,芯片尺寸进一步缩减12%,读电流降低4%,性能潜力得到深度挖掘。

在存储单元技术领域,铠侠同样引领行业趋势。从主流的TLC(3位/单元)到高密度的QLC(4位/单元),再到实验室验证中的PLC(5位/单元),BiCS FLASH逐步平衡容量、寿命与成本。例如,第八代QLC颗粒已广泛应用于消费级SSD,如铠侠EXCERIA G3 VC10入门级PCIe 5.0产品,在提供高容量的同时兼顾性价比与低功耗;而企业级LC9系列SSD则通过32Die堆叠的QLC颗粒,实现单盘245.76TB容量,满足AI数据中心对海量冷/温数据存储的需求。

性能与能效的双重突破,使BiCS FLASH成为多场景应用的理想选择。在消费电子领域,搭载BiCS FLASH颗粒的UFS 4.0存储芯片为智能手机提供高速读写支持,旗舰级PCIe 5.0 SSD顺序读取速度达14900MB/s,成为游戏玩家与内容创作者的首选。企业级市场中,332层堆叠技术支撑起8TB单封装容量,配合4.8Gbps高速接口与Toggle DDR6.0标准,满足AI训练、科学计算对高带宽的严苛要求。BiCS FLASH的宽温适应性(-40℃至85℃)与低功耗特性,也使其在车载存储与工业控制领域占据一席之地。

铠侠与NVIDIA的深度合作,进一步凸显了BiCS FLASH的技术价值。针对AI服务器场景,铠侠推出GP系列超高IOPS SSD,搭载XL-FLASH存储级内存技术,支持GPU直接访问,512B随机读取性能达10M IOPS,未来目标突破100M IOPS。这一方案可作为HBM扩展层,显著提升GPU利用率与小粒度数据访问效率。与此同时,LC9系列QLC SSD与XL-FLASH形成高低搭配,完整覆盖AI训练、推理与数据归档全流程,成为NVIDIA Storage-Next架构的优选存储方案。

面对生成式AI、元宇宙等新兴领域的爆发式存储需求,铠侠已为BiCS FLASH规划了清晰的技术路线。未来,公司计划将堆叠层数推进至400层以上,目标位密度冲击40Gb/mm²,同时探索双子塔式堆叠结构等新型封装工艺,进一步提升单封装容量与集成度。在架构层面,CBA与CBL技术将持续优化,接口速度有望突破6Gbps,配合PCIe 6.0标准,满足下一代超算对极致性能的追求。BiCS FLASH还将深化与车载、物联网等行业的融合,推出定制化解决方案,为智能汽车、海量物联网设备提供可靠存储支撑。

 
 
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