Samsung Electronics объявила о начале серийного производства трехмерных (3D) чипов NAND-памяти с вертикальной архитектурой (Vertical NAND, V-NAND), преодолев ограничения в масштабируемости для существующей технологии флэш-памяти NAND.
Благодаря увеличению производительности, чипы 3D V-NAND смогут использоваться в широком спектре устройств потребительской электроники и корпоративных приложениях, в том числе во встраиваемой NAND-памяти и SSD-накопителях.
Новые модули памяти V-NAND имеют плотность записи 128 Гбит каждый. В них используется разработанная компанией Samsung структура вертикальных ячеек на базе технологии 3D Charge Trap Flash (CTF), когда данные хранятся в специальной изолированной области ячейки; а также технология вертикальных связей, пронизывающих весь 3D-массив ячеек. С применением обеих этих технологий чипы флэш-памяти 3D V-NAND могут обеспечить в два раза большую масштабируемость, по сравнению с двумерными чипами памяти NAND 20-нм класса.
На протяжении последних сорока лет традиционные модули памяти выпускались на базе плоских структур с использованием плавающих затворов. С уменьшением
проектных норм до 10-нм класса и меньше, чипы памяти NAND приблизились к границе масштабируемости, а по причине возникновения интерференции между ячейками, надежность привычных решений флэш-памяти NAND снизилась. Также при проектировании и производстве подобных модулей памяти требовалось добавочное время и затраты на разработку.
В новых чипах V-NAND от Samsung вышеперечисленные технические проблемы были решены, благодаря достижению нового уровня инноваций в схемах, структуре и производственном процессе. Инженерами компании разработали технологии вертикальной компоновки плоских слоев ячеек в новую 3D-структуру. Таким образом, Samsung обновил свою предыдущую разработку, созданную в 2006 году – CTF-архитектуру ячеек. В архитектуре чипов флэш-памяти Samsung NAND, которая базируется на технологии CTF, электрический заряд временно хранится в ячейке из непроводящего слоя нитрида кремния (SiN) вместо использования плавающего затвора для предотвращения интерференции между соседними ячейками.
Благодаря тому, что CTF-слой стал трехмерным, надежность и скорость записи модулей NAND-памяти значительно возросли. Новые чипы 3D V-NAND демонстрируют не только превосходную надежность, увеличившуюся в 2 – 10 раз, но и скорость записи, в два раза большую по сравнению с обычными чипами флэш-памяти NAND 10-нм класса с плавающим затвором.
Помимо этого, одно из наиболее важных технологических достижений, которое было применено в чипах памяти Samsung V-NAND – это технология вертикальных связей. Она позволяет вертикально соединять между собой до 24 слоев ячеек с использованием специальной технологии травления, скрепляя слои электронным путем пробивки отверстий с самого высокого слоя до дна. Благодаря новой вертикальной структуре, Samsung может производить флэш-память NAND с более высокой плотностью путем увеличения количества 3D-слоев ячеек без необходимости продолжать двухмерное масштабирование, которого стало невероятно трудно достичь.
После почти 10 лет исследований 3D флэш-памяти с вертикальной архитектурой, компания Samsung Electronics в настоящее время является владельцем более 300 защищенных патентами 3D-технологий по всему миру. С появлением первых в отрасли функциональных чипов памяти 3D Vertical NAND компания укрепила свои позиции в индустрии производства памяти, а также заложила фундамент для более продвинутых проектов, среди которых производство модулей флэш-памяти NAND с плотностью записи 1 терабит (Тбит), значительно ускорив темпы роста этого сегмента IT-индустрии.
Согласно данным аналитической компании IHS iSuppli, к окончанию 2016 года доход мирового рынка флэш-памяти достигнет показателя примерно $30,8 млрд, по сравнению с примерно $20,6 млрд в 2013 году. Среднегодовой рост этого сегмента составит около 11%, что является самым высоким показателем роста во всей индустрии чипов памяти.
