NAND FLASH之MLC 与SLC差异

      NAND Flash产品可以分为三大架构，分别是单层式储存格 (Single Level Cell；SLC)，包括三星电子、海力士（Hynix）、美光（Micron）以及东芝都是此技术使用者，第二种则是多层式储存格（Multi Level Cell；MLC)，目前有东芝、瑞萨（Renesas）使用，不过三星电子将在2005第四季推出相关产品，最后则是英飞凌（Infineon）与赛芬半导体（Saifun Semiconductors）合资利用NROM技术所共同开发的多位储存格（Multi Bit Cell；MBC）。

       MLC是英特尔（Intel）在1997年9月最先开发成功的，其作用是将两个位的信息存入一个浮动栅（Floating Gate，闪存存储单元中存放电荷的部分），然后利用不同电位（Level）的电荷，透过内存储存格的电压控制精准读写，假设以4种电压控制、1个晶体管可存取2 bits 的数据，若是控制8种电压就可以存取3 bits 的数据，使Flash 的容量大幅提升，类似Rambus的QRSL技术，通过精确控制浮动栅上的电荷数量，使其呈现出4种不同的存储状态，每种状态代表两个二进制数值（从00到11）。

       当然不光是NOR型闪存在使用，东芝在2003年2月推出第一款MLC型的NAND Flash，并接续2004年4月推出采用MLC技术的4Gbit与8Gbit NAND Flash，显然这对于本来就以容量见长的NAND闪存更是如虎添翼。根据Semiconductor Insights研究，东芝利用90nm MLC技术所开发出来的4Gb，其die面积为 144 mm²。

        至于SLC技术与EEPROM相同，但在浮置闸极(Floating gate)与源极(Source gate)之中的氧化薄膜更薄，其数据的写入是透过对浮置闸极的电荷加电压，然后可以透过源极，即可将所储存的电荷消除，藉由这样的方式，便可储存1个个信息位，这种技术的单一位细胞方式能提供快速的程序编程与读取，不过此技术受限于低硅效率(Silicon efficiency)的问题，必须要藉由较先进的流程强化技术(Process enhancements)，才能向上提升SLC制程技术。

       将上述所言，做一个比较，SLC架构是0和1两个充电值，而MLC架构可以一次储存4个以上的充电值，因此MLC架构可以有比较好的储存密度，再加上可利用比较老旧的生产程备来提高产品的容量，而无须额外投资生产设备，可以享有成本与良率的优势。

      不过MLC架构有着让使用者很难容忍的缺点，就是使用寿命较短，其次MLC架构只能承受约1万次的存取，远低于SLC架构的10万次。至于存取速度，SLC架构比MLC架构要快速三倍以上，加上MLC架构对于电力的消耗较多，因此使用者若是考虑长久使用、安全储存数据以及高速的存取速度等要求，恐怕会改采用SLC架构。

     其实在NAND Flash市场中，若以理论数据比较，瑞萨的AG-AND技术或是英飞凌的MBC技术，其实并不逊于三星电子、东芝或是其它业者，甚至于有过之而无不及，不过这两家业者因为产能、技术开发等问题造成延迟扩大市占率时机，这也印证商场中的一句话，任何东西都必须要能够适时适地推出，否则只是将市场拱手让给对方。

 

   

     SLC和MLC的价格差很多，比如256M的SLC nand价格就和1G的MLC nand一样。MLC优势确实正在日益凸显，很快就会成为闪存的主力。至于说它存储慢、安全性低，这个都是很久以前的事情了，随着各大芯片生产商对它的完善，现在MLC技术已经比较成熟，这些问题也就模糊了。

      Flash闪存是非易失性存储器，这是相对于SDRAM等存储器所说的。即存储器断电后，内部的数据仍然可以保存。Flash根据技术方式分为Nand 、Nor Flash和AG-AND Flash，而U盘和MP3中最常用的内存就是Nand Flash。 Nand Flash也有几种，根据技术方式，分为SLC、MLC、MirrorBit等三种。SLC是Single level cell的缩写，意为每个存储单元中只有1bit数据。而MLC就是Multi-Level-Cell，意为该技术允许2 bit的数据存储在一个存储单元当中。而MirrorBit则是每个存储单元中只有4bit数据。 SLC的技术存储比较稳定，SLC的技术也最为成熟。然而MLC可以在一个单元中有2bit数据，这样同样大小的晶圆就可以存放更多的数据，也就是成本相同的情况下，容量可以做的更大，这也是同样容量，MLC价格比SLC低很多的原因。通常情况下相同容量的MLC和SLC，MLC的价格比SLC低30％~40%，有些甚至更低。

       区分SLC(停产)和MLC（现在主流，分新老制程，60NM 和56/50NM ）

 1、看Flash的型号：根据Flash的命名规则，进行区分。

2、测试读写速度：SLC的非常快，MLC的很慢。 SLC闪存：即单层式储存 (Single Level Cell；SLC)，包括三星电子、Hynix、美光（Micron）以及东芝都是此技术使用者 MLC闪存：多层式储存（Multi Level Cell；MLC)，目前有东芝、Renesas、三星使用，英飞凌（Infineon）与Saifun Semiconductors合资利用NROM技术所共同开发的多位储存（Multi Bit Cell；MBC）。 除了三星，Hynix等其他存储器制造商也在向MLC闪存迈进。虽然东芝凭借多年的技术积累而在MLC技术上占据优势，但英特尔与美光科技的合资企业IM Flash也有能力结合英特尔MLC技术与美光的NAND闪存，从而在MLC型NAND闪存领域迅猛发展。 MLC闪存技术并非没有不足，实际上，在采用先进工艺生产MLC闪存方面困难重重。随着闪存技术的演进，在浮动栅(floating gate)中存储的电荷总量减少了，使得检测存储的信息变得更加困难，尤其是对MLC芯片而言，它需要识别四个电压值，而非两个。尽管如此，据报道，东芝在70nm工艺中能够保证采用与90nm技术相同的代码纠错方案。这显示该公司并没有放慢MLC技术缩放的步伐，最少是就现在而言。