【科普】NAND闪存芯片内部结构介绍
SSD系列科普目录：1. NAND闪存芯片内部结构介绍
2. NAND闪存读写原理（上）
3. NAND闪存读写原理（下）
4. NAND闪存接口标准介绍
5. SSD主控硬件架构介绍
本贴写一点关于闪存的科普，需要一定基础知识才能完全看懂，不懂的话，也能了解个大概。
为了方便，一些术语、专有名词直接写英文了。
下图是闪存晶圆晶片。
一、从大到小的NAND闪存结构介绍
1. 闪存芯片
下图是一种闪存的结构图，如下图所示，一个闪存芯片由多个Target组成。
一个Target由一个CE信号控制，如果说闪存有4CE，内部就有4个Target。
一个Target中可以有一个或多个Die（又叫LUN）。
BGA132或BGA152封装的闪存最多可以有8个CE，BGA272封装的最多可以有16个CE，BGA316封装的最多可以有32个CE。
通常所说的闪存通道数，指的是有多少组数据和控制信号线。每个通道包含 8位的数据信号线DQ，和控制信号线（CLE,ALE,CLK,WR,DQS,WP等）。
BGA132和BGA152封装的闪存可以从引脚定义看出最多支持2个通道，BGA272和BGA316则最多有4个通道。
2. Target
在每一个Target里面，有如下图所示的结构。包含存储单元矩阵、解码器、寄存器、控制电路、高压生成器等。在晶片图片中，边缘的部分就是除了存储单元矩阵以外的电路。
3. 存储单元矩阵
在晶片图片中，占用面积最大的方块就是存储单元矩阵。存储单元矩阵的结构如下图，每个Target里面，有一个或多个Die(LUN)，每个LUN里面有多个Plane（一般是1，2，4个），每个Plane里面有很多Block，每个Block里面有很多Page，一个Page对应一个WordLine，一个WordLine有很多的存储单元。
4. Block
Block的结构如下图，每一个WordLine和BitLine的交点就是一个存储单元。 WordLine和BitLine的电压高低组合可以实现选定闪存单元，实现读写擦除功能。 读写过程在此省略。
5. 存储单元
每个存储单元是一个浮栅金属氧化物半导体场效应晶体管 (Floating-gate MOSFET)，结构如下图。 工作原理省略。
二、3D 闪存
3D闪存就是将存储单元矩阵在空间上立体化，节约成本，提高容量，各个厂家在设计、制造上各有不同。
例如三星的V-NAND，东芝的BiCS，美光的Replacement-Gate，长江存储的Xtacking，每个厂家都有不同的技术。
最早的BiCS堆叠结构如下图，比较复杂，不展开介绍了。
参考资料
1. Kadlec J, Novotny R. “NAND Flash Memory Organization and Operations.” Journal of Information Technology & Software Engineering, vol. 05, no. 01, 2015.
2. Tanaka, H., et al. “Bit Cost Scalable Technology with Punch and Plug Process for Ultra High Density Flash Memory.” 2007 IEEE Symposium on VLSI Technology, 2007, pp. 14–15.
哈哈，我的烂砖头块子终于引来了熠熠生辉的美玉。 {:05:}{:05:}看了之后，有不少收获呢{:7_297:} jyssysz 发表于 2021-8-16 06:32
哈哈，我的烂砖头块子终于引来了熠熠生辉的美玉。
自从 J 老师狂发科普帖之后，坛主亲自下场了~ N大能不能出一个致钛介绍帖子，它纯国产的技术这些，比如架构，颗粒。 多多学习 ，知识储备 每天都能增长知识{:32:} LearnSth 发表于 2021-8-16 07:58
自从 J 老师狂发科普帖之后，坛主亲自下场了~
呵呵，论坛里好多的专业人士，大家都愿意分享的。
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