16、15nm 製程快閃記憶體相繼發表，固態硬碟將陸續導入採用

Micron、SK Hynix、Toshiba 等幾大快閃記憶體晶圓廠，過去一年內相繼揭露新製程技術訊息，新世代製程技術分別為 16nm 或 15nm，皆已完成開發並且進入試產階段。待這些新製程快閃記憶體顆粒開始大量出貨，將會獲得固態硬碟廠商採用，或許就在未來一年內。

摩爾定律（Moore's Law）或許讓處理器廠商有些困擾，但是快閃記憶體仍然堪稱藍海產業，晶圓廠技術依舊維持穩定發展。當前固態硬碟產品，早已普遍大量採用 20、19nm 快閃記憶體顆粒，過去的 25、24nm 製程產物已不復多見。也許你對這頗有微詞，但是科技的進步並不會因此而停歇，更新一代 1xnm 製程大軍已即將來臨。

新製程發布代表產品化不遠了

▲ Micron 16nm 製程快閃記憶體裸晶圓展示圖。

2013 年間，Micron 與 SK Hynix 兩家晶圓廠，先後發表下一代快閃記憶體半導體製程技術，產品將可應用在固態硬碟、記憶卡等產品線上。Micron 新發表 16nm 製程，將成為當前 20nm 之後最新主流技術，而 SK Hynix 所發表 16nm，會成為現行 19nm 之後的新主力。而不久之前，Toshiba 也發表新一代製程技術，其規格與演進與 SK Hynix 相仿，但是從 19nm 轉進 15nm。

各廠揭露新製程技術的同時，都宣稱將在稍後開始投產，依發表時程來看最早出現的將是 Micron 與 HK Hynix。其中 Micron 與 Intel 具有合作關係，代表也會有掛 Intel 品牌的 16nm 製程顆粒出現，HK Hynix 由於鮮少被固態硬碟廠商採用，也許得在智慧型手持裝置上才容易發現蹤跡。而 Toshiba 方面，本身和 SanDisk 具有合資關係，因此 SanDisk 亦宣稱將可提供 16nm 製程產品。

抹寫規格仍以 3000 P/E 為主

▲ 以 SK Hynix 舊製程產品為例，可具體看出製程的演進，內部結構是如何的緊密相連。

一談到快閃記憶體製程進步，消費者普遍會聯想到理論抹寫壽命（Program Erase）的轉變，過去從 3xnm 轉進 2xm 世代，這問題最為受到關注。稍早前的 34、32nm 製程顆粒，一般消費性等級產品規格標示普遍為 5000 次，轉進 25、24nm 之後常見有 3000、5000 次之別。當再度演進至 20、19nm 時，幾大廠規格幾乎一律訂為標示 3000 次。

那麼這些新世代 1xnm 製程技術，其理論抹寫壽命規格又將如何轉變呢？目前看來仍然以 3000 次為基準。3000 次說多不多，要說他少也未必成立，因為這只是理論耐用度的評估指標之一，另外還得視真實應用面變數而定。因為固態硬碟控制器乃至於韌體，其平均抹寫技術（Wear Leveling）設計是否得宜，所造成影響並不見得會亞於顆粒。

新製程顆粒暗藏應用效能變數

▲ Toshiba 15nm 製程快閃記憶體封裝成品展示圖。

另外值得留意，這幾家廠商除了製程技術演進，也以此為利基點，將單一裸晶圓容量推升至 128Gbit（16GB）。以目前 2.5 吋固態硬碟常見 16 顆配置模式而言，採用 128Gbit 這高規格顆粒，便能組合出 256GB 產品。如果將顆粒堆疊封裝，好比是 4CE（Chip Enable）這樣 4 顆裸晶圓堆疊封裝的規格，成品容量則是能達到 1024GB，想量產 TB 級產品不再只是空談。

單一裸晶圓容量倍增，將能夠實現高容量機種量產的可能性，同時更兼顧到成本等因素考量。然而礙於快閃記憶體結構特性，與控制器之間實際搭配組合起來，反而會不利於小容量產品的性能表現。Micron 在 20nm 世代便推出 128Gbit 顆粒，並且應用在自家 Crucai M500 上，實測 240、120GB 的寫入性能還不如前一代 M4。Crucial 因而小改款推出 M550，其中 256、128GB 容量換用 64Gbit 顆粒，藉以改善先天架構的影響。

成本降低是一大演進誘因

▲ 高容量固態硬碟價格參考資訊。（取自原價屋）

快閃記憶體製程的演進有利、有弊，最大益處是晶圓生產成本得以壓低，這將回饋到成品製造端上。可發現，過去一年廠商大量轉進採用 20、19nm 顆粒，產品價格走勢確實有明顯降幅。其中又以前述範例 Crucial 最為極致，M500 得以和他廠相抗衡的最佳效能組合為 480GB 容量，現在居然 7,500 元不到。此外是 TB 級產品部分，M550 約 16,399元、M500 約 15,700 元，只比其他大廠 480/512GB 產品貴 3,000 元上下（取中間值），是先進製程成本優勢最好的見證。

至於最大的弊，無非是理論寫入壽命通常會隨之降低，導致部分消費者想太多、心慌慌。其實快閃記憶體品質優劣，晶圓廠已經累積了一套測試判定標準，更依據應用類型劃分出數種等級區隔。固態硬碟廠商也並非單向買主角色，通過緊密配合模式，能適時反饋意見給予晶圓廠參考、修正之。這產業界自有一套運模式，身為消費者的各位倒是無須擔心太多，慎選品質與售後服務較佳的固態硬碟品牌，還比在意那顆粒規格差異來得實在。

總和而言，Micron 在發表 16nm 製程當時，即表示預計 2014 年應用在自家產品上，其他廠倒是並未加以著墨。不過就往例來看，各家新一代 1xnm 製程顆粒產品，在未來一年內應該能陸續提供給予固態硬碟廠商採購，伴隨新產品出現在你我眼前。這究竟是利還是弊，大家一起拭目以待吧！

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