快闪存储器（Flash Memory）是半导体存储器中作为数据存储的主要存储器技术，在半导体产品，从消费电子产品到客户端级、企业级以及数据中心等领域中，做为数据存储的媒介都有着广泛的应用。随着物联网、大数据、云计算、移动互联网、智能制造等技术及应用的不断发展，对数据存储的需求，包括存储的容量、读写的速度、功率消耗和使用寿命、可靠性等性能要求也在不断的提高。但是，随着现今的平面式 (Planar) NAND快闪存储器不断的减小工艺制程节点来满足性能的要求，这个缩小的趋势已接近物理的极限，为存储器产业带来严峻的考验。平面式的NAND快闪存储器，随着对存储的容量、密度的要求不断提高，从工艺制程技术以及产品的性能和可靠性等方面都面临了很多的挑战和困难。而3D NAND（三维NAND）技术将对快闪存储器储存方案带来重大影响，它突破了传统的2D（二维）平面式的存储结构，从2D向3D结构发展，从而突破或者说规避了平面方向的物理及工艺技术的极限，在3D方向开辟了广阔的空间，并使其继续遵循摩尔定律(Moore’s Law) 脚步，同时不断提升性能与降低成本，从而扩大应用范围和市场占有率。
本文将对3D NAND快闪存储器的市场及技术的发展做一个概况的介绍，使大家对3D NAND快闪存储器的市场和技术有一个初步的了解。
全球集成电路及半导体存储器市场态势
在这一产值巨大的行业中，按照集成电路产品结构来划分，主要包括半导体存储器（Memory）、应用集成电路（ASSP）、中央处理器（CPU）、模拟集成电路（Analog IC）、数据处理器（DSP）、微控制器（MCU）等等。其中半导体存储器是产品细分市场中份额最大的一个，半导体存储器是目前在笔记型电脑、资料中心，以及智能手机、平板电脑和可穿戴设备等移动设备中经常被使用到的储存技术。半导体存储器存储器处于半导体行业领头羊地位，2014年全球存储器市场规模约750亿美金，占据整个半导体市场的21%，半导体存储器的市场发展态势良好，预计2014年～2019年均复合增长率达到8%，2019年存储器市场规模超过1,140亿美金，约占半导体市场的30%（图2）。
半导体存储器按照数据存储特性可以分为易失性存储器（Volatile Memory）和非易失性存储器（Non-Volatile Memory）。区别的标志是断电后，存储器中的信息是否能够保留：断电后存储器中不能保留信息的叫做易失性存储器，断电后存储器中可以保留信息的叫做非易失性存储器。其中，易失性存储器主要有DRAM（Dynamic Random Access Memory），即动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。DRAM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新（Refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失（关机就会丢失数据）；SRAM（Static Random Access Memory），即静态随机存取存储器，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据，但停机或断电时，它们同DRAM一样，会丢掉信息。
非易失性存储器又分为电荷型和电阻型的存储器。前者是用电荷存储和放电来改变晶体管的开关特性，从而存储信息，利用这种技术的典型的存储器就是Flash Memory。根据存储单元结构、读写性能和用途的不同，又分为NAND Flash和NOR Flash。前者（NAND Flash）有更高的存储密度，写入和擦除的速度快，主要作为大容量的数据存储器件，而后者（NOR Flash）的读取速度比NAND稍快一些，可以在芯片内执行操作，因此多用于小容量的操作代码的存储。NAND Flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半，由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。
另一类非易失性存储器是电阻型的存储器，他是利用器件在不同的状态下电阻的不同来区分和存储信息。典型的、也是近年来研究和开发比较多的电阻型非易失性存储器有，磁性随机存储器（MRAM）、阻抗随机存储器（ReRAM）、相变存储器（PCRAM）、铁电存储器（FeRAM）、导电桥存储器（CBRAM），等等。从技术上说，Flash存储器的技术最为成熟，市场的接受度也最高，其它新型非易失性存储器也各自有自己的优势和特点，但技术和市场接受度上尚不能和Flash存储器相比（图3）。
（图4）所示为半导体存储器的发展历史。从1947年发明随机存储器（RAM）到1989年发明NAND快闪存储器（NAND Flash Memory），平均不到10年就有一种新的半导体存储技术被发明出来。NAND快闪存储器作为数据存储的主流技术，在市场上也已存在了近20年，技术在不断进步，表现为工艺制程节点的不断缩小和存储密度的不断增大，单位存储容量成本降低，以及功耗降低、读写速度、读写次数、数据保存时间、可靠性和稳定性等方面性能的不断提升。
近年来随着手机、平板电脑、可穿戴等移动设备的不断普及，以及物联网、云计算的技术及应用的不断发展，在嵌入式存储市场和SSD（Solid State Drivers 固态硬盘）市场的需求都会增加。其中SSD市场包括消费级SSD、客户端SSD、数据中心SSD及企业级SSD应用。这些SSD应用对低功耗、非易失性、大存储容量及密度、以及低成本的快闪存储器的需求在不断的增涨。图5是2012~2019年全球闪存市场的规模和预测。2014年全球闪存市场规模达到260亿美元，从2014到2019年，全球闪存市场将以约9%的年均复合增长率增长，到2019年全球闪存市场将达到400亿美元。