CN116601705A - 一种存储器、其使用方法、制作方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种存储器、其使用方法、制作方法和电子设备，该存储器包括控制层和堆叠在控制层之上的至少一层存储层，存储层包括多个存储通道，每个存储通道具有相互独立的数据接口总线，控制层包括多个控制器和多个用户接口，控制器用于访问与其连接的存储通道内存储的数据，多个控制器和多个存储通道的数据接口总线一一对应连接，用户接口的数量与用户可调用的用户存储通道数量相同。用户接口的数量少于控制器的数量，即提供给用户可调用的用户存储通道数量少于存储器中实际包含的存储通道总量。一个用户接口可以访问与其连接的至少两个控制器连接的存储通道中存储的数据，保证其中部分存储通道出现故障后，用户仍能正常使用用户存储通道，以提升存储器的产品良率、降低生产成本。

Description

一种存储器、其使用方法、制作方法和电子设备 技术领域

本申请涉及信息技术领域，尤其涉及到一种存储器、其使用方法、制作方法和电子设备。

背景技术

现有很多电子产品采用动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)作为系统主存。

晶圆(wafer)是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，裸片(die)是从晶圆上切割出来的一块具有完整功能的芯片，大小一般是几毫米左右，边上有用于连接金属线的焊盘或孔(wire bonding)，金属线则连接到外部引脚上或者电路板上的焊盘上。DRAM die基于wafer进行生产，一片wafer可以制作多个DRAM die，对各DRAM die测试后，取完好的、稳定的、足容量的DRAM die封装形成DRAM。

DRAM在制作时由于坏(fail)点的存在，导致产品良率低，增加了产品成本。

发明内容

本申请提供一种存储器、其使用方法、制作方法和电子设备，以降低产品成本，提高产品良率。

第一方面，本申请提供了一种存储器，存储器可以包括控制层和堆叠在控制层之上的存储层。存储层的数量可以为一层也可以为至少两层，每层存储层均可以包括多个存储通道，每个存储通道具有各自的数据接口总线，多个存储通道的数据接口总线之间相互独立，通过数据接口总线可以读取存储通道内存储的数据。每个存储通道可以包含多个库，每个库一般为二维的存储阵列，横向称为行，纵向称为列，每个库中会包含一些冗余的行和列，用于修复坏点，以提高产品良率。控制层可以包括多个控制器和多个用户接口。控制器用于访问与其连接的存储通道内存储的数据，多个控制器一般和多个存储通道的数据接口总线一一对应连接，即一个控制器可以访问与其连接的一个存储通道内存储的数据。

具体地，每层存储层中的各存储通道可以通过垂直互联结构与对应的控制器连接，以便控制层可以访问存储层中任意的存储通道，垂直互联结构具体可以是硅通孔等。在本专利中将用户可调用的存储通道称为用户存储通道，用户接口的数量与用户可以调用的用户存储通道数量相同，即一个用户接口对应一个用户可调用的用户存储通道。用户接口的数量少于控制器的数量，即提供给用户可调用的用户存储通道数量少于存储器中实际包含的存储通道总量。因此，每个用户接口可以与至少两个控制器连接，即一个用户接口可以访问与其连接的至少两个控制器连接的存储通道中存储的数据，保证其中部分存储通道出现故障后，用户仍能正常使用用户存储通道，以提升存储器的产品良率、降低生产成本。

在本申请一个可能的实现方式中，存储器中存储通道总量多于用户存储通道数量的部分可以作为冗余存储通道，设控制器的数量为M，即存储通道的总量为M，用户接口的数量为N，即供用户访问的用户存储通道的数量为N，则存储器中冗余存储通道的数量为R＝M-N，即存储器可以支持实现M个存储通道中任意选择N个作为用户存储通道供用户 访问的功能。当存储器中出现故障的存储通道的数量小于或等于冗余存储通道的个数时，可以保障用户能正常使用所有的用户存储通道。通过在存储器中设置冗余存储通道提供修复资源，可以有效提升存储器的产品良率。

在本申请一个可能的实现方式中，可以在每层存储层中的至少一层存储层内增加冗余存储通道。为了方便制作，一般每层存储层中的存储通道的数量相同，因此，可以在每层存储层中均增加数量相同的冗余存储通道。例如存储器中一共有2层存储层，提供给用户使用的用户存储通道为32个，可以在每层存储层原有包含的16个存储通道中增加两个冗余存储通道，即每层存储层包含18个存储通道，存储器中共计36个存储通道，其中4个为冗余存储通道，则在存储器中支持实现36选32的功能，即可以实现从36个存储通道中选出任意32个用户存储通道供用户使用。

又如，存储器中一共有4层存储层，提供给用户使用的用户存储通道为64个，可以在每层存储层2原有包含的16个存储通道中增加两个冗余存储通道，即每层存储层包含18个存储通道，存储器中共计72个存储通道，其中8个为冗余存储通道，则在存储器中支持实现72选64的功能，即可以实现从72个存储通道中选出任意64个用户存储通道供用户使用。按照上述方式在存储器中的每层存储层中增加冗余存储通道后，72个存储通道中当可用的存储通道数量大于或等于64，即72个存储通道中发生故障的存储通道数量小于8，则可以认为是良品。为比较本申请方案和wafer to wafer堆叠方案的良率，设wafer的良率为90％，即晶圆上good DRAM die的概率为90％，bad DRAM die中fail存储通道个数的概率为均匀分布，则采用本申请方案的产品良率X计算公式如下，约等于78.57％：

按照原wafer to wafer堆叠的技术方案，四层堆叠后产品良率为90％的四次方，仅有65.61％。采用本技术方案能将产品良率提升将近13％。

在本申请一个可能的实现方式中，可以在控制层上堆叠原有的存储层后，再堆叠一层或多层冗余存储层，即冗余存储层中的全部存储通道均作为冗余存储通道。在该实施例中存储器的结构为控制层、存储层和冗余存储层堆叠在一起的存储器产品。设存储层的数量为P，每层存储层包含的存储通道数量为Q，控制器的数量为M，用户接口的数量为N，P、Q、M和N均为大于1的整数；则存储通道总计P*Q等于控制器的数量M，增加一层冗余存储层，则冗余存储通道的数量M-N等于一层冗余存储层包含的存储通道数量Q。例如，存储器需要提供32个用户存储通道供用户使用，那么在现有技术中在控制层上堆叠两层包含16个存储通道的存储层即可满足要求，根据本实施例提供的方案，可以多堆叠一层包含16个存储通道的冗余存储层，这样，可以使用多出的16个冗余存储通道作为修复资源，提升产品良率。

在本申请一个可能的实现方式中，在每层存储层中增加冗余存储通道的基础上，还可以在控制层上堆叠原有的存储层后，再堆叠一层或多层冗余存储层，即冗余存储层中的全部存储通道均作为冗余存储通道。在该实施例中存储器中的结构为控制层、包含冗余存储通道的存储层和冗余存储层堆叠在一起的存储器产品。设存储层的数量为P，每层存储层包含的存储通道数量为Q，控制器的数量为M，用户接口的数量为N，P、Q、M和N均为大于1的整数；则存储通道总计P*Q等于控制器的数量M，增加一层冗余存储层，则冗余存储通道的数量M-N大于一层存储层包含的存储通道数量Q(值得注意的是，这里提到的Q为一层存储层中包含的全部存储通道的数量，即Q中也包含了冗余存储通道)。例如， 存储器需要提供32个用户存储通道供用户使用，那么在现有技术中在控制层上堆叠两层包含16个存储通道的存储层即可满足要求，根据本实施例提供的方案，可以在每层存储层中增加两个冗余存储通道，即每层存储层中一共有18个存储通道，多堆叠一层包含18个存储通道的冗余存储层，这样，可以使用多出的22个冗余存储通道作为修复资源，提升产品良率。

综上，在本申请实施例中，存储器支持堆叠冗余存储层以增加存储层的数量，或扩大存储层的存储容量即增加每个存储层内的存储通道数量，使存储器具备冗余存储通道提供修复资源，同时控制层支持控制冗余存储通道对故障的存储通道进行替换，使得在故障的存储通道数量小于或等于冗余存储通道个数时，用户能正常使用所有的用户存储通道。

在本申请一个可能的实现方式中，为了实现控制层支持控制冗余存储通道对故障的存储通道进行替换，在控制层中每个用户接口连接至少两个控制器，即一个用户接口可以访问至少两个存储通道。并且，在每层存储层中出现故障存储通道的概率为均匀分布，因此，可以将每个用户接口设计为连接的控制器的数量相同。并且，为了最大限度的利用冗余存储通道，每个用户接口可以连接比冗余通道数量多一个的控制器。具体地，当控制器的数量为M，用户接口的数量为N，冗余存储通道的数量为M-N，则一个用户接口可以与M-N+1个控制器连接，M和N均为大于1的整数，且M>N。例如M为12，N为10，则每个用户接口可以与三个控制器连接。

在本申请一个可能的实现方式中，N个用户接口中的第i个用户接口具体可以与M个控制器中的第i个～i+M-N个控制器连接。这样，用户侧编号为i的用户存储通道可以选择将发送的读写请求送到编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道，以及选择接收编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道返回的读数据。并且，每个用户接口最终访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，且各用户接口访问的存储通道各不相同。通过两个方向的选择电路，可以实现N个用户存储通道到M个存储通道中选择出的N个一一映射，从而满足存储器支持实现M个存储通道中任意选择N个供用户访问的功能。

在本申请一个可能的实现方式中，当M为12，N为10，则编号为1的用户接口连接编号为1～3的控制器，编号为2的用户接口连接编号为2～4的控制器，以此类推。当确定第2个和第5个存储通道故障时，编号为1的用户接口访问编号为1的控制器连接的存储通道中的数据，编号为2的用户接口访问编号为3的控制器连接的存储通道中的数据，编号为3的用户接口访问编号为4的控制器连接的存储通道中的数据，编号为4用户接口访问编号为6的控制器连接的存储通道中的数据，编号为5用户接口访问编号为7的控制器连接的存储通道中的数据，以此类推，编号为10用户接口访问编号为12的控制器连接的存储通道中的数据。

第二方面，本申请的技术方案还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任意技术方案中的存储器。

第三方面，本申请的技术方案还提供了一种存储器的使用方法，存储器包括控制层和堆叠在控制层之上的存储层，存储层包括多个存储通道，每个存储通道具有各自的数据接口总线，控制层包括多个控制器和多个用户接口，多个控制器和多个存储通道的数据接口总线一一对应连接，控制器的数量多于用户接口的数量，一个用户接口与至少两个控制器连接；使用方法具体包括：通过用户接口访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中 一个控制器连接的存储通道中的数据，且各用户接口访问的存储通道各不相同，保证其中部分存储通道出现故障后，用户仍能正常使用用户存储通道，以提升存储器的产品良率、降低生产成本。

在本申请一个可能的实现方式中，在存储器的使用过程中或者在存储器的测试过程中，当发现存储器中的若干(包括一个或多个)存储通道发生损坏后，可以将损坏的存储通道标记为故障存储通道；当存储器中标记为故障存储通道的数量小于或等于冗余存储通道的个数时，可以通过冗余存储通道提供修复资源，通过存储器中的用户接口访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中一个控制器连接的未标记为故障存储通道的存储通道中的数据，以保障用户能访问正常工作的存储通道。

第四方面，本申请的技术方案还提供了一种存储器的制作方法，包括：形成包括多个控制器和多个用户接口的控制层，其中控制器的数量多于用户接口的数量，一个用户接口与至少两个控制器连接；在控制层上堆叠包括多个存储通道的存储层，每个存储通道具有各自的数据接口总线，多个存储通道的数据接口总线之间相互独立；其中，多个控制器和多个存储通道的数据接口总线一一对应连接。

在本申请一个可能的实现方式中，在第一控制器和与第一控制器对应连接的数据接口总线之间可以形成垂直互联结构，其中，第一控制器为多个控制器中的任一个控制器，以便控制层可以访问存储层中任意的存储通道，垂直互联结构具体可以是硅通孔等。

在本申请一个可能的实现方式中，可以在控制层之上堆叠至少两层的存储层，为了方便制作，一般每层存储层中的存储通道的数量可以相同。

在本申请一个可能的实现方式中，由于在每层存储层中出现故障存储通道的概率为均匀分布，因此，可以将每个用户接口设计为连接的控制器的数量相同。并且，为了最大限度的利用冗余存储通道，每个用户接口可以连接比冗余通道数量多一个的控制器。具体地，当控制器的数量为M，用户接口的数量为N，冗余存储通道的数量为M-N，则一个用户接口可以与M-N+1个控制器连接，M和N均为大于1的整数，且M>N。例如M为12，N为10，则每个用户接口可以与三个控制器连接。

在本申请一个可能的实现方式中，N个用户接口中的第i个用户接口具体可以与M个控制器中的第i个～i+M-N个控制器连接。这样，用户侧编号为i的用户存储通道可以选择将发送的读写请求送到编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道，以及选择接收编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道返回的读数据。并且，每个用户接口最终访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，且各用户接口访问的存储通道各不相同。通过两个方向的选择电路，可以实现N个用户存储通道到M个存储通道中选择出的N个一一映射，从而满足存储器支持实现M个存储通道中任意选择N个供用户访问的功能。

附图说明

图1为本申请实施例中存储器的一种立体结构示意图；

图2为本申请实施例中存储器的另一种立体结构示意图；

图3为本申请实施例中存储器的另一种立体结构示意图；

图4为本申请实施例中存储器中控制层的结构示意图；

图5为本申请实施例中存储器实现M选N供用户访问的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本申请实施例提供的存储器可以应用于电子设备，上述电子设备可以为计算机系统，如服务器、台式机电脑和笔记本电脑，本申请实施例中的存储器具体可以应用于上述计算机系统靠近中央处理器(Central Processing Unit，CPU)的最后一个缓存。此外上述电子设备还可以为手机等移动终端产品，本申请对电子设备的类型不做具体限制。本申请中的存储器具体可以为动态随机存取存储器(DRAM)。本申请存储器可以具体应用于存储数据，可以进行数据的写入以及读取。

DRAM由多个库(bank)组成，每个bank为二维的存储阵列，横向称为行(row)，纵向称为列(column)。DRAM在生产过程中，会出现一些失效地址，也称作fail点。为提高产品良率，DRAM的每个bank中会包含一些冗余的行和列，用于修复fail点。

随着技术发展，电子产品的系统需求更大的DRAM存储容量和带宽，为了满足这一需求，需要将多层DRAM堆叠使用，这种堆叠起来的DRAM产品，称作3D DRAM。在3D DRAM中，每层存储层(DRAM die)被划分为若干个存储通道(channel)，一个channel中包含多个bank，每个channel有独立的执行命令的数据接口总线。在本专利中将用户可调用的DRAM channel称为用户存储通道(user channel)。

3D DRAM在制作时，先在每个wafer上制作出多个DRAM die，之后在封装前将多层DRAM堆叠起来。目前已有的堆叠技术有两种：晶圆到晶圆(wafer to wafer)堆叠和芯片到晶圆(die to wafer)堆叠。

多层DRAM采用wafer to wafer堆叠，是将生产出来的几片DRAM wafer先堆叠起来，然后再进行切割，每层wafer中单个DRAM die利用die内冗余资源进行修复。具体地，每层DRAM wafer上的DRAM die使用die内冗余行和列资源独立进行修复，然后将多层wafer堆叠起来再切割得到堆叠的DRAM die。堆叠后每层DRAM die可以使用die内剩余可用的冗余行和列资源修复堆叠过程中出现的fail点。在堆叠wafer过程中，会出现冗余资源能修复所有fail点的情况(good DRAM die)和冗余资源不能修复所有fail点的情况(bad DRAM die)堆叠的情况。wafer to wafer堆叠，很容易出现good DRAM die与bad DRAM die堆叠在一起的情况，这样堆叠得到的3D DRAM是无法正常使用的。n层堆叠的3D DRAM产品良率等于单层DRAM产品良率的n次方。因此，wafer to wafer堆叠的产品良率低，产品成本高。

多层DRAM采用die to wafer堆叠，是先在每层wafer中单个DRAM die利用die内冗余资源进行修复筛选，然后挑出good DRAM die，进行堆叠。堆叠后每层DRAM die可以使用die内剩余可用的冗余行和列资源修复堆叠过程中出现的fail点。die to wafer堆叠需要先进行good DRAM die的筛选，生产成本比wafer to wafer堆叠更高。且good DRAM die堆叠过程中，可能会出现新的fail点，如果出现fail点大于堆叠后DRAM die内冗余行和列资源可修复的范围，则堆叠的DRAM die也会丢弃，即使用冗余资源修复后仍有少量fail点的DRAM fie同样要丢弃，产品成本也很高。

图1示例性示出了本申请实施例提供的一种存储器的立体结构示意图，图2示例性示出了本申请实施例提供的另一种存储器的立体结构示意图，图3示例性示出了本申请实施例提供的另一种存储器的立体结构示意图。图4示例性示出了本申请实施例提供的存储器中存储层的结构示意图。

参照图1至图3，在本申请实施例中，存储器可以包括控制层1(logic base die)和堆叠在控制层1之上的存储层2(DRAM die)。存储层2的数量可以为一层也可以为至少两层，参照图1例如存储层2可以为两层堆叠，参照图2和图3存储层2可以为三层堆叠。每层存储层2均可以包括多个存储通道21，每个存储通道21具有各自的数据接口总线(图1至图3中未示出)，多个存储通道21的数据接口总线之间相互独立，通过数据接口总线可以读取存储通道21内存储的数据。每个存储通道21可以包含多个库，每个库一般为二维的存储阵列，横向称为行，纵向称为列，每个库中会包含一些冗余的行和列，用于修复坏点，以提高产品良率。参照图4，控制层1可以包括多个控制器11和多个用户接口12。控制器11用于访问与其连接的存储通道21内存储的数据，多个控制器11一般和多个存储通道21的数据接口总线一一对应连接，即一个控制器11可以访问与其连接的一个存储通道21内存储的数据。具体地，每层存储层2中的各存储通道21可以通过垂直互联结构4与对应的控制器11连接，以便控制层1可以访问存储层2中任意的存储通道，垂直互联结构4具体可以是硅通孔(through silicon via，TSV)等。用户接口12的数量与用户可以调用的用户存储通道数量相同，即一个用户接口12对应一个用户可调用的用户存储通道。用户接口12的数量少于控制器11的数量，即提供给用户可调用的用户存储通道数量少于存储器中实际包含的存储通道21总量。因此，每个用户接口12可以与至少两个控制器11连接，即一个用户接口12可以访问与其连接的至少两个控制器11连接的存储通道21中存储的数据，保证其中部分存储通道21出现故障后，用户仍能正常使用用户存储通道，以提升存储器的产品良率、降低生产成本。

在本申请实施例中，存储器中存储通道21总量多于用户存储通道数量的部分可以作为冗余存储通道，设控制器11的数量为M，即存储通道21的总量为M，用户接口12的数量为N，即供用户访问的用户存储通道的数量为N，则存储器中冗余存储通道的数量为R＝M-N，即存储器可以支持实现M个存储通道21中任意选择N个作为用户存储通道供用户访问的功能。当存储器中出现故障的存储通道21的数量小于或等于冗余存储通道的个数时，可以保障用户能正常使用所有的用户存储通道。通过在存储器中设置冗余存储通道提供修复资源，可以有效提升存储器的产品良率。

参照图1，在本申请实施例中，可以在每层存储层2中的至少一层存储层2内增加冗余存储通道22。为了方便制作，一般每层存储层2中的存储通道21的数量相同，因此，可以在每层存储层2中均增加数量相同的冗余存储通道22。例如存储器中一共有2层存储 层2，提供给用户使用的用户存储通道为32个，可以在每层存储层2原有包含的16个存储通道21中增加两个冗余存储通道22，即每层存储层2包含18个存储通道21，存储器中共计36个存储通道21，其中4个为冗余存储通道22，则在存储器中支持实现36选32的功能，即可以实现从36个存储通道中选出任意32个用户存储通道供用户使用。

又如，存储器中一共有4层存储层2，提供给用户使用的用户存储通道为64个，可以在每层存储层2原有包含的16个存储通道21中增加两个冗余存储通道22，即每层存储层2包含18个存储通道21，存储器中共计72个存储通道21，其中8个为冗余存储通道22，则在存储器中支持实现72选64的功能，即可以实现从72个存储通道中选出任意64个用户存储通道供用户使用。按照上述方式在存储器中的每层存储层中增加冗余存储通道后，72个存储通道中当可用的存储通道数量大于或等于64，即72个存储通道中发生故障的存储通道数量小于8，则可以认为是良品。为比较本申请方案和wafer to wafer堆叠方案的良率，设wafer的良率为90％，即晶圆上good DRAM die的概率为90％，bad DRAM die中fail存储通道个数的概率为均匀分布，则采用本申请方案的产品良率X计算公式如下，约等于78.57％：

按照原wafer to wafer堆叠的技术方案，四层堆叠后产品良率为90％的四次方，仅有65.61％。采用本技术方案能将产品良率提升将近13％。

参照图2，在本申请实施例中，可以在控制层1上堆叠原有的存储层2后，再堆叠一层或多层冗余存储层3，即冗余存储层3中的全部存储通道均作为冗余存储通道22。在该实施例中存储器的结构为控制层1、存储层2和冗余存储层3堆叠在一起的存储器产品。设存储层2的数量为P，每层存储层2包含的存储通道21数量为Q，控制器11的数量为M，用户接口12的数量为N，P、Q、M和N均为大于1的整数；则存储通道21总计P*Q等于控制器11的数量M，增加一层冗余存储层3，则冗余存储通道22的数量M-N等于一层冗余存储层3包含的存储通道数量Q。例如，存储器需要提供32个用户存储通道供用户使用，那么在现有技术中在控制层1上堆叠两层包含16个存储通道21的存储层2即可满足要求，根据本实施例提供的方案，可以多堆叠一层包含16个存储通道21的冗余存储层3，这样，可以使用多出的16个冗余存储通道22作为修复资源，提升产品良率。

参照图3，在本申请实施例中，在每层存储层2中增加冗余存储通道22的基础上，还可以在控制层1上堆叠原有的存储层2后，再堆叠一层或多层冗余存储层3，即冗余存储层3中的全部存储通道均作为冗余存储通道22。在该实施例中存储器中的结构为控制层1、包含冗余存储通道22的存储层2和冗余存储层3堆叠在一起的存储器产品。设存储层2的数量为P，每层存储层2包含的存储通道21数量为Q，控制器11的数量为M，用户接口12的数量为N，P、Q、M和N均为大于1的整数；则存储通道21总计P*Q等于控制器11的数量M，增加一层冗余存储层3，则冗余存储通道的数量M-N大于一层存储层2包含的存储通道数量Q(值得注意的是，这里提到的Q为一层存储层2中包含的全部存储通道的数量，即Q中也包含了冗余存储通道)。例如，存储器需要提供32个用户存储通道供用户使用，那么在现有技术中在控制层1上堆叠两层包含16个存储通道的存储层即可满足要求，根据本实施例提供的方案，可以在每层存储层2中增加两个冗余存储通道，即每层存储层2中一共有18个存储通道，多堆叠一层包含18个存储通道的冗余存储层3，这样，可以使用多出的22个冗余存储通道作为修复资源，提升产品良率。

综上，在本申请实施例中，存储器支持堆叠冗余存储层3以增加存储层2的数量，或扩大存储层2的存储容量即增加每个存储层内的存储通道21数量，使存储器具备冗余存储通道提供修复资源，同时控制层1支持控制冗余存储通道22对故障的存储通道21进行替换，使得在故障的存储通道21数量小于或等于冗余存储通道22个数时，用户能正常使用所有的用户存储通道。

参照图4，在本申请实施例中，为了实现控制层1支持控制冗余存储通道22对故障的存储通道21进行替换，在控制层1中每个用户接口12连接至少两个控制器11，即一个用户接口12可以访问至少两个存储通道21。并且，在每层存储层2中出现故障存储通道21的概率为均匀分布，因此，可以将每个用户接口12设计为连接的控制器11的数量相同。并且，为了最大限度的利用冗余存储通道，每个用户接口12可以连接比冗余通道数量多一个的控制器。具体地，当控制器11的数量为M，用户接口12的数量为N，冗余存储通道的数量为M-N，则一个用户接口12可以与M-N+1个控制器11连接，M和N均为大于1的整数，且M>N。例如M为12，N为10，则每个用户接口12可以与三个控制器11连接。

参照图4，在本申请实施例中，N个用户接口12中的第i个用户接口12具体可以与M个控制器11中的第i个～i+M-N个控制器11连接。这样，用户侧编号为i的用户存储通道可以选择将发送的读写请求送到编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道，以及选择接收编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道返回的读数据。并且，每个用户接口12最终访问与用户接口12连接的至少两个控制器11中的其中一个控制器11连接的存储通道21中的数据，且各用户接口12访问的存储通道22各不相同。通过两个方向的选择电路，可以实现N个用户存储通道到M个存储通道中选择出的N个一一映射，从而满足存储器支持实现M个存储通道中任意选择N个供用户访问的功能。

图5示例性示出了本申请实施例中存储器实现M选N供用户访问的示意图。

参照图5，例如，当M为12，N为10，则编号为1的用户接口连接编号为1～3的控制器，编号为2的用户接口连接编号为2～4的控制器，以此类推。当确定第2个和第5个存储通道21故障时，编号为1的用户接口12访问编号为1的控制器11连接的存储通道21中的数据，编号为2的用户接口12访问编号为3的控制器11连接的存储通道21中的数据，编号为3的用户接口12访问编号为4的控制器11连接的存储通道21中的数据，编号为4用户接口12访问编号为6的控制器11连接的存储通道21中的数据，编号为5用户接口12访问编号为7的控制器11连接的存储通道21中的数据，以此类推，编号为10用户接口12访问编号为12的控制器11连接的存储通道21中的数据。

本申请实施例还提供了一种存储器的使用方法，存储器包括控制层和堆叠在控制层之上的存储层，存储层包括多个存储通道，每个存储通道具有各自的数据接口总线，控制层包括多个控制器和多个用户接口，多个控制器和多个存储通道的数据接口总线一一对应连接，控制器的数量多于用户接口的数量，一个用户接口与至少两个控制器连接；使用方法具体包括：通过用户接口访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，且各用户接口访问的存储通道各不相同，保证其中部分存储通道出现故障后，用户仍能正常使用用户存储通道，以提升存储器的产品良率、降低生产成本。

在本申请实施例中，在存储器的使用过程中或者在存储器的测试过程中，当发现存储器中的若干(包括一个或多个)存储通道发生损坏后，可以将损坏的存储通道标记为故障 存储通道；当存储器中标记为故障存储通道的数量小于或等于冗余存储通道的个数时，可以通过冗余存储通道提供修复资源，通过存储器中的用户接口访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中一个控制器连接的未标记为故障存储通道的存储通道中的数据，以保障用户能访问正常工作的存储通道。

本申请实施例还提供了一种存储器的制作方法，包括：形成包括多个控制器和多个用户接口的控制层，其中控制器的数量多于用户接口的数量，一个用户接口与至少两个控制器连接；在控制层上堆叠包括多个存储通道的存储层，每个存储通道具有各自的数据接口总线，多个存储通道的数据接口总线之间相互独立；其中，多个控制器和多个存储通道的数据接口总线一一对应连接。

在本申请实施例中，在第一控制器和与第一控制器对应连接的数据接口总线之间可以形成垂直互联结构，其中，第一控制器为多个控制器中的任一个控制器，以便控制层可以访问存储层中任意的存储通道，垂直互联结构具体可以是硅通孔等。

在本申请实施例中，可以在控制层之上堆叠至少两层的存储层，为了方便制作，一般每层存储层中的存储通道的数量可以相同。

在本申请实施例中，由于在每层存储层中出现故障存储通道的概率为均匀分布，因此，可以将每个用户接口设计为连接的控制器的数量相同。并且，为了最大限度的利用冗余存储通道，每个用户接口可以连接比冗余通道数量多一个的控制器。具体地，当控制器的数量为M，用户接口的数量为N，冗余存储通道的数量为M-N，则一个用户接口可以与M-N+1个控制器连接，M和N均为大于1的整数，且M>N。例如M为12，N为10，则每个用户接口可以与三个控制器连接。

在本申请实施例中，N个用户接口中的第i个用户接口具体可以与M个控制器中的第i个～i+M-N个控制器连接。这样，用户侧编号为i的用户存储通道可以选择将发送的读写请求送到编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道，以及选择接收编号i～(i+M-N)中的某一个存储通道返回的读数据。并且，每个用户接口最终访问与用户接口连接的至少两个控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，且各用户接口访问的存储通道各不相同。通过两个方向的选择电路，可以实现N个用户存储通道到M个存储通道中选择出的N个一一映射，从而满足存储器支持实现M个存储通道中任意选择N个供用户访问的功能。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可包括本申请上述实施例提供的任一种存储器。由于该电子设备解决问题的原理与前述一种存储器相似，因此该电子设备的实施可以参见前述存储器的实施，重复之处不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1. 一种存储器，其特征在于，包括：控制层和堆叠在所述控制层之上的存储层；其中，

   所述存储层包括多个存储通道，每个所述存储通道具有各自的数据接口总线，所述多个存储通道的数据接口总线之间相互独立；

   所述控制层包括多个控制器和多个用户接口，所述多个控制器和所述多个存储通道的数据接口总线一一对应连接，所述控制器的数量多于所述用户接口的数量，一个所述用户接口与至少两个所述控制器连接。
2. 如权利要求1所述的存储器，其特征在于，每个所述用户接口连接的所述控制器的数量相同。
3. 如权利要求2所述的存储器，其特征在于，所述控制器的数量为M，所述用户接口的数量为N，一个所述用户接口与M-N+1个所述控制器连接，M和N均为大于1的整数，且M>N。
4. 如权利要求3所述的存储器，其特征在于，N个所述用户接口中的第i个用户接口与M个所述控制器中的第i个～i+M-N个控制器连接。
5. 如权利要求1-4任一项所述的存储器，其特征在于，每个所述用户接口用于访问与所述用户接口连接的至少两个所述控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，且各所述用户接口访问的存储通道各不相同。
6. 如权利要求1-5任一项所述的存储器，其特征在于，在所述控制层之上堆叠的存储层为至少两层，每层所述存储层包含的存储通道的数量相同。
7. 如权利要求6所述的存储器，其特征在于，所述存储层的数量为P，每层所述存储层包含的存储通道数量为Q，所述控制器的数量为M，所述用户接口的数量为N，P、Q、M和N均为大于1的整数；其中，P*Q＝M，M>N。
8. 如权利要求7所述的存储器，其特征在于，Q≤M-N。
9. 如权利要求8所述的存储器，其特征在于，所述存储层中的一层或多层作为冗余存储层。
10. 如权利要求1-9任一项所述的存储器，其特征在于，每层所述存储层中的各存储通道通过垂直互联结构与对应的控制器连接。
11. 一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的存储器。
12. 一种存储器的使用方法，其特征在于，所述存储器包括控制层和堆叠在所述控制层之上的存储层，所述存储层包括多个存储通道，每个所述存储通道具有各自的数据接口总线，所述控制层包括多个控制器和多个用户接口，所述多个控制器和所述多个存储通道的数据接口总线一一对应连接，所述控制器的数量多于所述用户接口的数量，一个所述用户接口与至少两个所述控制器连接；所述使用方法包括：

    通过所述用户接口访问与所述用户接口连接的至少两个所述控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，且各所述用户接口访问的存储通道各不相同。
13. 如权利要求12所述的存储器的使用方法，其特征在于，还包括：

    在确定若干所述存储通道发生损坏后，将损坏的存储通道标记为故障存储通道；

    所述通过所述用户接口访问与所述用户接口连接的至少两个所述控制器中的其中一个控制器连接的存储通道中的数据，具体包括：

    通过所述用户接口访问与所述用户接口连接的至少两个所述控制器中的其中一个控制器连接的未被标记为故障存储通道的存储通道中的数据。
14. 一种存储器的制作方法，其特征在于，包括：

    形成控制层，所述控制层包括多个控制器和多个用户接口，所述控制器的数量多于所述用户接口的数量，一个所述用户接口与至少两个所述控制器连接；

    在所述控制层上堆叠存储层，所述存储层包括多个存储通道，每个所述存储通道具有各自的数据接口总线，所述多个存储通道的数据接口总线之间相互独立；

    其中，所述多个控制器和所述多个存储通道的数据接口总线一一对应连接。
15. 如权利要求14所述的存储器的制作方法，其特征在于，在所述控制层中，每个所述用户接口连接的所述控制器的数量相同。
16. 如权利要求15所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述控制器的数量为M，所述用户接口的数量为N，一个所述用户接口与M-N+1个所述控制器连接，M和N均为大于1的整数，且M>N。
17. 如权利要求16所述的存储器的制作方法，其特征在于，N个所述用户接口中的第i个用户接口与M个所述控制器中的第i个～i+M-N个控制器连接。
18. 如权利要求14-17任一项所述的存储器的制作方法，其特征在于，在所述控制层上堆叠存储层，具体包括：

    在所述控制层之上堆叠至少两层的存储层，每层所述存储层包含的存储通道的数量相同。
19. 如权利要求14-18任一项所述的存储器的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：

    在第一控制器和与所述第一控制器对应连接的数据接口总线之间形成垂直互联结构，其中，所述第一控制器为所述多个控制器中的任一个控制器。