存储NAND Flash 经历从 2D 向3D 架构发展
思瀚产业研究院    2025-12-22

NAND Flash 概述

NAND Flash 是一种非易失性存储器技术，主要用于数据存储。它通过电荷的存储与释放来实现数据存储，与传统的 DRAM（动态随机存取存储器）和SRAM（静态随机存取存储器）不同，NAND Flash 在断电后仍能保存数据，且容量极大、成本相对较低。

按单个 Cell 单元的数据存储位数划分，NAND Flash 可分为SLC（单层式储存）、MLC（双层式储存）、TLC（三层式储存）及 QLC（四层式储存）四种类型。当前市场中 TLC 已成为主流选择，而 QLC 凭借技术迭代方向明确被定位为未来发展趋势。

四种闪存颗粒场景定位差异显著。SLC 性能最优、可靠性最强但成本最高，应用于工业控制、航天军工等企业级高可靠场景；MLC 性能中高端、稳定性均衡且成本适中，为工业级与车规级 SSD 主流选型；TLC 原生性能较弱，但凭借低成本+主控算法优化，成为消费级 SSD 主流；QLC 以高容量密度、低单位成本为核心,推动NANDFlash持续迭代。

全球 NAND Flash 市场呈现寡头垄断格局

据 TrendForce 数据，2023-2024 年市场规模分别达 387.3 亿美元、656.4亿美元；2024 全球 NAND Flash 市场份额前五的企业依次为 Samsung（35.7%）、SKGroup（21.3%）、Kioxia（14.4%）、Micron（12.9%）、SanDisk（11.0%）。

国内外企业正加速布局 NAND Flash 领域，技术迭代与产品创新持续突破。国外方面，Samsung 于 2024 年成功量产全球首款 1Tb V-NAND Flash，并在同年12月完成 400 层 NAND Flash 开发，计划 2025 年实现量产；SK Hynix 则在2025年达成 321 层 2Tb QLC NAND Flash 量产，该产品不仅容量领先，更是实现了数据传输速度翻倍、写入性能最多提升 56%、读取性能提升 18%及数据写入能效提高23%以上的综合突破。国产厂商中，长江存储、江波龙、佰维存储依托技术架构创新、细分场景深耕与核心环节攻坚，加速国产 NAND Flash 领域突破。

Samsung2024 年，Samsung 成功量产全球首款 1Tb V-NAND Flash，同年12月完成400层 NAND Flash 开发，预计 2025 年量产。

SK Hynix2025 年公司已实现 321 层 2Tb QLC NAND Flash 量产，该产品不仅容量高，还大幅提升性能——数据传输速度翻倍，写入性能最多提升56%，读取性能提升18%，数据写入能效提高 23%以上。

长江存储2025 年，长江存储将晶栈®Xtacking®架构升级至4.0，依托该架构实现267层3D NAND 量产，其采用 1Tb TLC 颗粒，单颗容量达1TB，已进入大规模生产阶段。

江波龙2024 年公司已成功开发 512Mb 到 8Gb 之间的五款SLC NANDFlash存储芯片，并积极扩展小容量存储芯片产品线，涵盖 MLC NAND Flash 及NORFlash；公司加快面向企业级应用的高性能 eSSD（PCIeGen 5.0）布局，进一步扩大在云计算、互联网及电信领域的应用覆盖。佰维存储公司在 NAND Flash 存储芯片领域的高速 ATE 测试、Burn-in（老化）测试、SLT（系统级）测试等多个环节，拥有从测试设备硬件开发、测试算法开发以及测试自动化软件平台开发的全栈测试开发能力。

NAND Flash 经历从 2D 向3D 架构发展

随着 2D NAND Flash 的容量提升触及物理极限，3D NAND 技术应运而生。NANDFlash 工艺的持续演进，其等效制程已迈入 1x/1y nm 级别，部分头部厂商实现了1znm 级别的量产。但工艺的进步在扩大容量和降低成本的同时，可靠性及性能都在下降。

3D 工艺的出现，打破了传统 NAND Flash 依赖晶圆平面微缩来提升容量的发展路径，成功突破了行业发展的核心瓶颈。相较于 2D NAND Flash，3D NAND Flash 具备容量更大、寿命更长、能耗更低的核心优势。不同于 2D NAND Flash 的平面结构，3D NAND Flash 采用立体设计，可在单 Die（裸片）内堆叠更多存储单元，无需依赖制程微缩即可显著提升存储密度与数据容量，同时还能实现性能优化与功耗的大幅下降。