比較最後更新 2026年10月8日

NAND與DRAM的差異是什麼|速度、用途與製造製程全面比較

NAND快閃記憶體與DRAM同樣是「半導體記憶體」,但角色、原理與用途大不相同。DRAM是關閉電源後資料就會消失的揮發性記憶體,作為CPU的工作區域(RAM)使用。NAND是關閉電源後資料仍會保留的非揮發性記憶體,作為SSD與智慧型手機的儲存空間使用。此外從製造製程的角度來看,3D NAND的超高深寬比蝕刻與DRAM的1T1C微縮也面臨完全不同的技術課題。

Verdict結論

DRAM與NAND最大的差異在於「揮發性」。DRAM是關閉電源後資料就會消失的揮發性記憶體,用於PC與智慧型手機的RAM(工作記憶體)。NAND是關閉電源後資料仍會保留的非揮發性記憶體,用於SSD與智慧型手機的儲存空間。速度上DRAM(奈秒級)壓倒性地快,容量與成本則是NAND(微秒至毫秒級)較有利。

主要差異

NAND快閃記憶體(3D NAND)與DRAM依比較項目比較
比較項目NAND快閃記憶體(3D NAND)DRAM
揮發性非揮發性(關閉電源後資料仍保留)揮發性(關閉電源後資料消失)
主要用途SSD、智慧型手機儲存空間、USB隨身碟、SD卡PC/智慧型手機的RAM(工作記憶體)、HBM(AI/GPU用)
讀寫速度比DRAM慢(μs至ms級的存取)高速(ns級的隨機存取)
基本記憶胞結構Charge Trap型/Floating Gate型垂直堆疊1T1C(1個電晶體+1個電容)
提高積集度的方向增加堆疊層數(目前以超過200層為主流)記憶胞間距的水平微縮(1α、1β世代等)
製造上的關鍵製程高深寬比(50~100:1以上)通道孔蝕刻深電容溝槽、高深寬比接觸窗蝕刻
EUV曝光的運用目前幾乎不使用(以DUV因應)自最先進世代(1β/1γ)起積極導入
主要廠商三星、SK海力士(含Solidigm)、鎧俠(Kioxia)、Sandisk(2025年自威騰電子分拆)、美光三星、SK海力士、美光3家占大部分,中國的長鑫(CXMT)緊追在後

NAND與DRAM的基本差異:揮發性與用途

最容易理解的差異是「揮發性」。DRAM在電容中儲存電荷以保存資料,但每隔一定時間就必須刷新(refresh),關閉電源後資料便會消失。由於可高速存取,因此作為CPU的工作區域(主記憶體)使用。另一方面,NAND是將電荷捕捉在閘極絕緣膜中的非揮發性記憶體,沒有電源也能保存資料。速度雖比DRAM慢,但容量大且成本低,作為SSD與智慧型手機儲存空間廣泛普及。

3D NAND的製程特點:與超高深寬比的戰鬥

3D NAND最大的製造課題,是隨著堆疊層數增加而來的通道孔(記憶胞的垂直孔)超高深寬比蝕刻。在超過100層的堆疊中,孔深可達數微米,直徑卻在100nm以下,需要極高的深寬比。這種加工需要專用的電漿蝕刻設備與精密控制製程氣體。此外,為管理堆疊的絕緣膜與電極膜之間的界面品質,CVD與ALD也被廣泛使用。

DRAM的製程特點:兼顧微縮與電容容量

DRAM的1T1C記憶胞為了提高位元密度,必須同時縮小電晶體與電容。然而電容必須維持一定以上的電容量(飛法拉等級),否則無法保存資料。因此採用將電容做成深圓筒形(Cylinder型)或高柱形(Pillar型)的高深寬比結構。最先進的DRAM在曝光上運用EUV,精確形成高密度圖形,兼顧微縮與可靠度。

常見問題

NAND與DRAM有什麼不同?(NAND DRAM 差異)
最大的差異在於「揮發性」。DRAM是關閉電源後資料就會消失的揮發性記憶體,作為PC與智慧型手機的RAM(工作記憶體)使用。NAND是關閉電源後資料仍會保留的非揮發性記憶體,用於SSD、智慧型手機儲存空間、USB隨身碟等。速度上DRAM壓倒性地快,容量與成本則是NAND較有利。
智慧型手機中的NAND與DRAM各自用在什麼地方?
智慧型手機同時搭載兩者。DRAM就是顯示為「RAM」的部分,是讓多個App同時開啟的工作記憶體(8GB、12GB等)。NAND則是顯示為「儲存空間」的部分,用來保存照片、App與影片(128GB、256GB等)。
NAND與DRAM同樣是記憶體,為什麼結構完全不同?
因為保存資料的原理不同。DRAM在電容中儲存電荷以保存資料,但屬於每隔一定時間就需要刷新的揮發性記憶體。NAND是將電荷捕捉在閘極絕緣膜中保存的非揮發性記憶體,關閉電源後資料也不會消失。這項差異造成了結構、製程與用途的不同。
3D NAND的「層數」今後會增加到多少?
目前(截至2025年)主要廠商正在量產或開發200~300層以上的產品。技術上仍持續挑戰300~400層以上,但維持通道孔蝕刻的精度與管理堆疊膜的應力是課題,與多重堆疊(multi-stack)技術的結合備受關注。
HBM(High Bandwidth Memory)與DRAM有何不同?
HBM是將多顆DRAM晶片以3D堆疊、實現寬頻資料傳輸的高頻寬記憶體。基本記憶胞結構與DRAM相同,但加上了以TSV(矽穿孔)連接晶片之間的先進封裝技術。因AI/GPU對高記憶體頻寬的需求而快速成長。

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