Samsung Electronics, мировой лидер в области передовых технологий памяти, объявила о начале массового производства 64-слойной флеш-памяти объемом 256 Гб. Её предполагается использовать в разработке расширяющейся линейки решений для хранения данных для серверов, ПК и мобильных приложений.
С того момента, как Samsung начала производство первых в отрасли SSD (твердотельных жестких дисков) на основе 64-слойных чипов V-NAND ёмкостью 256 ГБ для ключевых ИТ-клиентов в январе 2017 года, компания работает над широким спектром комплектующих для мобильных и потребительских решений на базе V-NAND. Это, в частности, встроенная память типа UFS, фирменные SSD и внешние карты памяти, которые компания планирует представить в конце этого года.
Чтобы подчеркнуть свои конкурентные преимущества на рынке памяти, Samsung намерена до конца года увеличить объем выпуска 64-слойных чипов V-NAND, которые называют V-NAND четвертого поколения. Это позволит покрыть 50% ежемесячного производства NAND-флэш-памяти в мире.
«В течение длительного времени следуя приверженности инновационным технологиям, мы будем постоянно раздвигать границы поколений первого в отрасли производства V-NAND, приближая отрасль к наступлению эпохи терабитной V-NAND, - сказал Кай Хаян Кьян, исполнительный вице-президент команды флеш-продуктов и технологий подразделения памяти компании Samsung Electronics. - Мы продолжим разрабатывать продукты V-NAND следующего поколения вместе с глобальной ИТ-отраслью, чтобы мы могли внести свой вклад в своевременный запуск новейших систем и сервисов, обеспечивая более высокий уровень удовлетворенности потребителей».
Скорость передачи данных в 64-слойных 3-битных модулях Samsung типа V-NAND ёмкостью 256 ГБ составляет 1 Гбит/с (гигабит в секунду). Таким образом, новая память является самой быстрой среди доступных в настоящее время вариантов флэш-памяти NAND. Кроме того, V-NAND имеет самое короткое время записи страницы программы в память (tPROG) среди всех вариантов флэш-памяти NAND – на уровне 500 мкс. Это примерно в четыре раза быстрее, чем у стандартного 10-нанометрового (нм) класса, плоской NAND-флеш-памяти, и примерно в 1,5 раза меньше, чем у самой быстрой 48-слойной 3-битной флеш-памяти V-NAND производства Samsung ёмкостью 256 ГБ.
Сегодня доступен широкий ассортимент решений памяти V-NAND, которая способна повысить производительность систем различных типов. Samsung ожидает, что индустрия теперь сильнее сосредоточится на высокой производительности и надежности памяти, а не погрузится в гонку размеров чипов – уменьшение шага технологического процесса вплоть до 1 нм.
Новые 64-слойные модули памяти V-NAND ёмкостью 256 ГБ обеспечивают прирост производительности более чем на 30% по сравнению с 48-слойными 256-гигабайтными модулями V-NAND, разработанными ранее. Кроме того, 64-слойная память V-NAND обладает входным напряжением 2,5 В для своих цепей, что примерно на 30% повышает энергоэффективость систем в сравнении с решением напряжением 3,3 В, реализованным в 48-слойных модулях V-NAND. Ещё один важный момент: надежность новых ячеек модулей V-NAND увеличилась примерно на 20% по сравнению с их предшественниками.
Samsung обеспечила реализацию этих усовершенствований, решив множество проблем, возникающих при организации передового производственного процесса V-NAND. Ключевой сложностью было сделать много миллиардов канальных отверстий, которые пронизывали бы несколько десятков слоев массивов ячеек памяти и минимизировали потерю электронов примерно в 85,3 миллиарда ячеек.
По мере увеличения количества слоёв массивов ячеек памяти уровень технологической сложности производства также возрастает. Самый непростой момент – сделать канальные отверстия одинаковой формы от верхнего до нижнего слоя и правильно распределить вес всех слоев для улучшения стабильности канальных отверстий.
Инженеры Samsung поставили перед собой задачу добиться укладки 64 слоёв массивов ячеек на основе 3D CTF (памяти с ловушкой заряда) и равномерно покрыть внутреннюю сторону каждого канального отверстия атомарно тонким непроводящим веществом. Задачу решили, и это привело к созданию более компактных ячеек с улучшенной производительностью и надежностью.
Опираясь на 15-летние исследования фирменной 3D-структуры V-NAND, Samsung сформировала основу для более чем 500 патентов, являющихся значимыми технологическими находками, и подала заявки на их получение во многих странах, включая Южную Корею, США и Японию. За счет успеха в создании 64-слойных V-NAND Samsung обеспечила появление фундаментальной технологии, которая потребуется компании в будущем для производства чипов V-NAND ёмкостью 1 терабит и более за счет укладки более 90 слоев массивов ячеек памяти.
