在我們理解了3D閃存的形成邏輯和比較優勢后，再來看3D閃存的組織結構和外圍電路架構就很容易了。
3D閃存的組織結構，我們可以將3D閃存理解為把原來2D閃存中的“塊”立了起來。在一個3D塊中，垂直方向有多層字線，水平方向則排列著很多位線。沿另一個方向重復排列這些塊，就組成了整顆3D閃存。每一條位線可以想象成一根圓柱。這根圓柱從里到外由不同材料構成：中心是襯底，往外依次是隧道氧化層、電荷捕獲層和外面的氧化層。圓柱與每一層的控制極交匯的地方，就形成一個存儲單元。
在基于FG的閃存中，一條位線上各個存儲單元共享襯底，但每個單元的浮柵層必須是各自獨立的。因為浮柵是導體，如果全串在一起，電子會跑來跑去，就沒法分別保存數據了。
但在CT閃存中，一條位線（那根圓柱）上的所有存儲單元，除了控制極不同之外，其他各層都是共享的。可以共享的原因是，CT的電荷捕獲材料是絕緣體，電子很難從一個單元移動到另一個單元。這樣做的好處是“施工”簡單多了：對FG，要在圓柱里為每個單元分別制作獨立的浮柵，工藝很復雜；而對CT，就像從里到外、從上到下直接澆筑不同材料即可，實現起來方便得多。
不過，CT這種共享結構雖然制造方便，卻帶來了新的數據保持問題。雖說絕緣材料中的電子不易移動，但時間一長，相鄰存儲單元之間還是可能發生電子的緩慢側向遷移。所以CT閃存的數據保持除，不僅跟FG閃存一樣要面對電子從存儲層流失到襯底的問題，還多了一個隱患：電子側向流失，這會在一定程度上讓數據保持變得稍差一些。這也意味著,要實現高可靠SSD與高耐用SSD的設計目標,閃存顆粒自身的結構特性只是起點,系統級的篩選與加固同樣不可或缺。
3D閃存的外圍電路架構
一顆閃存除了存儲單元陣列，還需要外圍電路，用來實現控制邏輯、輸入輸出、命令解析、電壓管理、數據緩存等功能。
隨著技術發展，人們對閃存性能的要求越來越高。一種提升讀寫性能的方法是增加Plane（并行操作單元）的數量，這樣就可以在多個Plane上同時讀寫，提高吞吐量。但每個Plane都需要配套的數據緩存等電路，Plane越多，外圍電路占的面積就越大。
同時，閃存的存儲容量也要不斷增加，不能為了加大外圍電路就擠占存儲陣列的面積。容量不能變小，性能又要提升，這就逼著廠商重新思考外圍電路該怎么放。
傳統上，外圍電路（CMOS電路）放在存儲陣列的旁邊，共用同一片襯底，這種架構叫CnA（CMOS next Array，電路在陣列旁邊）。它的缺點是明擺著的：Plane一多，CMOS面積就增大，存儲陣列的空間被擠占，存儲密度自然上不去。而且存儲陣列是在CMOS之后形成的，后期的高溫工藝會影響CMOS的特性，兩邊都很難做到最優。
為了解決這個問題，一些廠商另辟蹊徑，把CMOS電路挪到存儲陣列的下方，這樣就不占用陣列的面積了，可以支持更多的Plane。這種架構叫CuA（CMOS under Array，電路在陣列下方）或PuC（PERI under Cell）。面積確實省了不少，芯片尺寸能縮小百分之十幾，成本也隨之下降。但是工藝上的老問題還在。CMOS和存儲陣列仍然要在同一片晶圓上先后制造，熱預算依然會互相制約，性能折中始終存在。
后來，長江存儲首創了一種更徹底的做法：Xtacking?（CMOS bonding Array，CBA）技術。它把CMOS電路和存儲陣列分別做在兩片不同的晶圓上，加工完成后再把兩者面對面鍵合在一起。
這樣一來，存儲陣列和外圍電路各用各的工藝，互不干擾，雙方都能發揮出最佳的性能。存儲單元可以用最合適的條件來制造，CMOS也能用更加先進的邏輯工藝。帶來的直接結果就是：I/O速度大幅提升，可以達到每秒好幾Gbps，相當于DDR4的水平；芯片面積反而更小，因為CMOS不再占用陣列旁邊的空間，也不在陣列底下擠占襯底的面積，而是疊在陣列上方，整體密度更高。同時，由于獨立制造，產品開發可以并行進行，上市周期也縮短不少。寫入和讀取的功耗也有所下降，性能提升明顯。
這種分片制造、再鍵合的思路，徹底擺脫了傳統架構中面積和工藝的束縛，也方便未來繼續堆疊層數和Plan數量。目前，主流閃存廠商都已經朝這個方向靠攏。這一架構層面的持續進化,正是高可靠SSD在高強度讀寫場景下保持穩定性能輸出的根本保障。
在這樣的發展趨勢下，天碩旗下的純國產高可靠固態硬盤，全部采用了基于Xtacking?晶棧技術打造的長江存儲原廠3D TLC NAND，在原生條件下顯著提高閃存性能。并且，天碩在出廠前還會在顆粒篩選過后，再進行一次成品級篩選。從而確保產品在航空航天、高端裝備、智能制造等領域的高可靠性。
前沿的閃存架構是性能的起點，而扎實的品控是天碩存儲產品可靠性的基石。從閃存架構選型到出廠品控的全鏈路把關,讓天碩產品具備了真正意義上的高可靠與高耐用特性。
關于天碩（TOPSSD）
湖南天碩創新科技有限公司（TOPSSD）成立于2016年，是國家認定的高新技術企業，長期專注于高可靠、高性能存儲技術的自主創新。公司立足國家戰略需求，面向航空、航天、國防和高端工業等關鍵領域，提供完全自主可控的核心存儲解決方案，切實保障國家關鍵信息基礎設施的數據安全與運行穩定，為實現高水平科技自立自強提供堅實支撐。
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