喜欢数码设备的朋友们都对闪存产品的价格跳水印象颇深，记得10年前我们买一个32MB的闪盘，需要几百元，而现在购买一个16GB的闪盘连200元都不到。短短几年的时间，花同样多的钱我们可以买到500倍的容量，而同时期的硬盘容量也仅仅增加了几十倍而已(
40GB→2TB)。前不久，三星半导体发布了使用9层晶圆堆叠技术的32GB
MicroSD卡，同时登场亮相的还有采用
17层晶圆堆叠技术的64GB MoviNAND闪存芯片，再次刷新了业界纪录。这么多年来，是什么技术让NAND闪存的容量和速度呈指数提高呢？工艺、封装还是其它不为我们所知的新技术？就请跟随本文一起解密闪存**式发展之路吧！初期竞争：NAND Flash的胜出
闪存，英文名称叫做Flash Memory，顾名思义，闪存能够像闪电一样在瞬间完成数据存储工作。下面就是闪存芯片中使用的晶体管和CPU中使用的晶体管对比图。

闪存芯片中的晶体管单元(左)与CPU中的晶体管单元(右)
从图中，细心的朋友会发现闪存的晶体管比CPU的晶体管多一个浮置栅极，我们又把它叫做“浮栅”，这就是闪存存储数据的基本单元。读取闪存中的数据时，电路通过检测浮栅的微弱电压来判断内部是否有电荷，从而得到相应“0”或者“1”数据；写入数据时，由于浮栅周围是绝缘体(比如二氧化硅)，必须在相对高的电压下先擦除其中全部内容，然后再通过热电子注入或者隧道效应这种非导体接触方式，向浮栅中充入电荷完成写入。浮栅这种特殊结构，使闪存具有在掉电的情况下也能长期保存数据的优势；但与此同时，由于写入数据前必须先擦除数据，而导致闪存写入速度始终无法赶上内存。
在闪存诞生初期，工程师们使用内存一样的寻址方式去存取Flash，这就是最初的NOR Flash。这种寻址方式可以方便地调用任意bit位的浮栅数据。但很快工程师们就发现内存寻址虽然可以方便地读取每一位，但是由于Flash写入的复杂流程，导致写入速度极慢。而且内存寻址地址线和数据线分开，每次容量升级都需要增加地址线数量，这对于未来单颗芯片容量的提升很不利，系统的兼容性无法得到保障。

NAND闪存的页面结构
在这种背景下，工程师们使用了新的寻址方式：在闪存内部将晶体管串联起来，外部接口共用数据线、地址线和控制线，这就是后来的NAND Flash。这样一来，同一家公司生产的NAND Flash从128MB到8GB的颗粒能够保持引脚兼容，极大的方便了硬件系统设计。追求容量，大兴土木搞地产
在确定了内部结构和外部接口后，NAND Flash便进入了快速发展期，用迅速提高容量和性能的方式来抢占市场。要达成这一目标，我们首先需要改进的便是生产工艺。◆工艺升级：NAND Flash的助推剂
要让闪存能够存入更多的数据，就需要在内部放置更多的浮栅晶体管。这个道理非常简单，但是鉴于最终用于芯片产品中的晶片(晶圆切割后的裸片，也就是Die)只有那么大，于是我们只能在晶片上频繁地进行“旧城改造”工作，使单位面积内能够装下更多的晶体管。在这种指导思想下，Flash的制造工艺迅速从250nm(128MB)发展到90nm(2GB)、直到现在的30nm生产工艺，从技术角度来看，NAND颗粒的生产工艺始终领先同时代CPU生产工艺一个身位。

闪存颗粒的生产工艺与CPU非常相似
现在GB级的闪盘也许已经能够满足大多数人的需求，但正好像在2GB的闪盘中很少有厂商使用2枚1GB的芯片，更多的存储设备都只对单颗大容量的芯片更感兴趣。随着智能手机、数码相机技术的迅速发展，市场对大容量存储芯片的要求也越来越高，而且这种趋势正变得愈发迫切。特别是存储设备缩小之后，例如现在的MicroSD卡，对闪存颗粒的要求越来越高，传统的“旧城改造”已经跟不上时代发展的要求，这就催生了存储概念的升级换代。◆MLC：存储概念升级的“歪脑筋”