Стало известно о готовящемся докладе инженеров компании Samsung на конференции IEEE International Solid-State Circuits Conference 2025. Это произойдёт 19 февраля. Специалисты расскажут о будущей 400-слойной памяти 3D NAND, которой пока нет ни у одного производителя в мире.

Источник изображения: blocksandfiles.com

Согласно данным о документе, у будущей памяти Samsung число рабочих слоёв будет более 400. Кристаллы с отдельными наборами слоёв будут стыковаться друг с другом в процессе производства (технология WF-Bonding или подложка к подложке), что позволяет упростить выпуск многослойных микросхем памяти.

Сегодня память с наибольшим количеством слоёв производят массово или в виде образцов компании SK Hynix (321 слой), Samsung (286), Micron (276), Western Digital и Kioxia (218) и SK Hynix Solidigm (192). При этом Western Digital, Kioxia и YMTC разрабатывают 300-слойную память, которую представят в наступающем году. Основная борьба за первенство разгорелась между SK Hynix и Samsung, которые готовы штурмовать рубежи памяти с 400 слоями и более.

Ожидаемый к представлению 400-слойный чип Samsung будет объёмом 1 Тбит с плотностью 28 Гбит/мм². В каждую ячейку будут записываться по три бита данных. Заявленная скорость обмена по каждому контакту будет достигать 5,6 Гбит/с, что на 75 % больше, если сравнивать с актуальными чипами памяти Samsung 9-го поколения (400-слойная память будет относиться к 10-му поколению V-NAND Samsung). Очевидно, что такая память подойдёт как для изготовления SSD с шиной PCIe 5.0, так и PCIe 6.0.

Более плотная память Samsung может подтолкнуть производителей к выпуску SSD объёмом 256 Тбайт и даже 512 Тбайт. Возможно это будет через год или через два. Подождём февральского доклада и более чётких позиций руководства Samsung в отношении производства новой памяти.

Китайский крупнейший производитель флеш-памяти YMTC теперь обрабатывает от 400 000 до 500 000 пластин в год для выпуска передовой памяти NAND, причем все на отечественных пластинах. Причём ранее китайская компания покупала японские кремниевые пластины в больших количествах, но её потеря в качестве клиента стала для японской Sumco существенной проблемой.

Источник изображений: Sumco

В прошлом году компания YMTC со своей архитектурой флэш-памяти Xtacking 4.0 3D NAND стала первой компанией, которой удалось достичь количества слоев в 3D NAND в более чем две сотни. Продукт компании, X4-9070, 232-слойная TLC 3D NAND, использует несколько кремниевых пластин, что увеличивает потребление этого сырья — по прогнозам, YMTC потребляет уже около 500 000 пластин в год. Это может показаться большим объёмом, но для сравнения мировой лидер в сфере NAND, компания Samsung, способна обрабатывать до 2 млн пластин в квартал, то есть в 16 раз больше.

И тем не менее, достижение YMTC — огромный успех для китайского импортозамещения, и в то же время сильный удар для компаний, которые раньше поставляли китайским фирмам сырье. Как поясняет ресурс ComputerBase.de, тревожные сигналы руководство японской компании Sumco, являющейся одним из крупнейших поставщиков кремниевых пластин в мире, посылало ещё две недели назад, когда отчитывалось о результатах очередного фискального квартала. По оценкам представителей Sumco, китайская полупроводниковая промышленность сейчас способна выпускать до 1 млн кремниевых пластин в год, и половина этого количества уходит на нужды китайского производителя памяти типа 3D NAND — компании YMTC. Ранее последняя была клиентом Sumco, но по мере усиления санкций против Китая утратила доступ к зарубежному сырью, а потому перешла на закупку китайского.

На графике поставок кремниевых пластин из презентации Sumco видно, как в 2023 году просели объёмы поставок продукции на мировой рынок, и данную динамику как раз можно объяснить усилением санкций США против Китая осенью 2022 года, к которым японские производители были вынуждены присоединиться. Производство памяти типа 3D NAND требует большого количества кремниевых пластин, поскольку микросхемы имеют многослойную компоновку. В случае с самой передовой продукцией YMTC количество слоёв превышает 230 штук. Сможет ли спрос на продукцию Sumco восстановиться до прежних уровней, руководство японской компании не уверено, а потому уже в следующем году собирается задуматься о сокращении капитальных затрат и отсрочке введения в строй новых производственных линий.

Впрочем, есть сфера деятельности, которую антикитайские санкции не затронули. Речь идёт о поставках кремниевых пластин для выпуска чипов по передовым техпроцессам с нормами от 5 до 2 нм включительно. В отдельных сегментах рынка японские Sumco и Shin-Etsu Chemical контролируют почти 100 % рынка кремниевых пластин на этом направлении. Попутно будет расти спрос на кремниевые пластины, применяемые при выпуске памяти типа HBM. В этой сфере Sumco рассчитывает на среднегодовые темпы роста спроса на 36 % на протяжении последующих трёх лет.

Возвращаясь к YMTC хотелось бы добавить, что хотя компания использует кремний китайского производства, она по-прежнему полагается на иностранные инструменты, фоторезисты и прекурсоры. Есть некоторые признаки того, что YMTC разрабатывает собственные инструменты; это план более широкой стратегии китайской полупроводниковой промышленности, направленной на развитие каждого этапа процесса производства полупроводников. Huawei также занимается разработкой EUV-сканеров, и YMTC может помочь, ведь тоже нуждается в новых инструментах.

По мере роста цен на флеш-память её производители воспряли духом и начали рассказывать о дальнейших планах по совершенствованию технологий её выпуска. SK hynix на этой неделе сообщила, что приступает к массовому производству первой в мире 321-слойной памяти 3D NAND (сама компания называет её 4D NAND), которую начнёт поставлять клиентам в следующем полугодии.

Источник изображения: SK hynix

Являясь лидером в сегменте HBM, востребованной ускорителями вычислений для ИИ, компания SK hynix теперь претендует на статус «поставщика полного цикла» памяти для систем искусственного интеллекта. Она напоминает, что в июне прошлого года стала первым в мире поставщиком 238-слойной памяти NAND, а теперь за счёт применения передовых технологий монтажа стеков внутри микросхемы первой преодолела рубеж в 300 слоёв. Терабитные микросхемы 321-слойной памяти 3D NAND её клиенты начнут получать в первой половине 2025 года.

Прогресс в увеличении количества слоёв памяти был достигнут за счёт совершенствования технологии создания вертикальных каналов и применения материала с большей механической стабильностью. При этом 321-слойная память была разработана на той же платформе, что и 238-слойная. Переход на выпуск нового поколения при этом повысит производительность производства на 59 % с минимальными рисками.

Кроме того, новое поколение памяти повышает скорость передачи информации на 12 % и повышает скорость чтения на 13 %, при этом энергетическая эффективность данных операций увеличивается более чем на 10 %. Такие микросхемы станут хорошей основой для современных скоростных твердотельных накопителей, применяемых в системах искусственного интеллекта.

Немалая часть микросхем памяти Samsung и SK hynix выпускается на территории Китая, и профильное оборудование требует обновления и замены. Как отмечает издание Chosun Daily, компания Samsung готовится продать выведенное из эксплуатации оборудование для выпуска памяти типа 3D NAND со своего китайского предприятия на внутреннем рынке.

Источник изображения: Samsung Electronics

Предполагается, Samsung попытается найти новых владельцев для своего бывшего в употреблении оборудования для выпуска 100-слойной памяти типа 3D NAND. Наиболее вероятными кандидатами на покупку являются китайские производители памяти, но до сих пор Samsung и SK hynix предпочитали продавать оборудование через посредников, избегая прямых сделок с китайскими компаниями. Samsung собирается переводить своё предприятие в китайском Сиане на выпуск 200-слойной памяти.

По правилам экспортного контроля в США, которые вступили в силу в октябре 2022 года, поставки в Китай оборудования для выпуска памяти 3D NAND с более чем 128 слоями запрещены. Samsung и SK hynix смогли выбить для себя освобождение от этих ограничений на неопределённый срок. Однако, реализация бывшего в употреблении оборудования на территории Китая представляет для корейских компаний определённый риск даже в случае с техникой, предназначенной для выпуска памяти по более старым нормам. Сама Samsung намеревается к 2026 году наладить выпуск 400-слойной памяти типа 3D NAND. Удастся ли компании найти в Китае покупателей для своего старого оборудования без ущерба для взаимоотношений с американскими чиновниками, станет понятно в следующем году, когда вопрос об избавлении от этого оборудования обретёт высокую актуальность.

Компания Western Digital, наиболее известная как производитель устройств хранения данных, объявила о разделении своих веб-сайтов. Теперь WD.com будет посвящён жёстким дискам, а SanDisk.com — продуктам на основе флеш-памяти, включая SSD. Годом ранее было объявлено о разделении бизнеса: Western Digital и SanDisk будут функционировать как независимые компании, каждая со своим ассортиментом.

Источник изображения: Western Digital

Разделение коснулось и линеек продуктов, и служб поддержки, пишет издание Tom's Hardware. На WD.com теперь можно найти все модели HDD, включая устройства под брендами Western Digital и G-Technology. SanDisk.com, в свою очередь, раскрывает весь спектр продуктов на базе 3D NAND флеш-памяти, начиная с карт памяти и USB-накопителей и заканчивая SSD корпоративного уровня, даже если они в настоящее время продаются под маркой WD.

«На сегодняшний день у нас работают два специализированных веб-сайта: WesternDigital.com для всех продуктов HDD и SanDisk.com для всех продуктов флеш-памяти, включая SSD, карты памяти, USB-накопители и многое другое», — говорится в заявлении Western Digital. Службы поддержки также разделены. Western Digital будет оказывать поддержку для дисков HDD, а SanDisk — для продуктов на базе NAND.

О планах по разделению бизнеса Western Digital объявила около года назад. Одна компания сфокусируется на производстве HDD, а другая на продуктах, связанных с 3D NAND, включая собственно производство флеш-памяти. Официальное разделение Western Digital должно завершиться во второй половине 2024 года, предположительно в течение следующих нескольких недель.

Отмечается, что с момента объявления о разделении в октябре 2023 года Western Digital добилась значительного прогресса. Были созданы юридические лица в 18 странах и подготовлены необходимые финансовые структуры, о чём компания сообщила в марте. Подача документов в регулирующие органы также близится к завершению. После окончания всей процедуры обе компании будут функционировать как два независимых акционерных общества.

Новую компанию (SanDisk), ориентированную на NAND, возглавит Дэвид Геккелер (David Goeckeler), действующий генеральный директор Western Digital. А Ирвинг Тан (Irving Tan), в настоящее время исполнительный вице-президент по глобальным операциям, станет генеральным директором уже независимой компании Western Digital, производящей HDD. Решение о разделении бизнеса было принято в связи с трудностями в управлении из-за разной направленности продуктов и замедлением роста на высококонкурентном рынке.

В следующем году должна закрыться вторая часть сделки SK hynix по покупке у Intel бизнеса по производству твердотельной памяти, который преимущественно строился вокруг предприятия по выпуску 3D NAND в китайском Даляне. По слухам, новые владельцы бизнеса рассматривают возможность вывода компании Solidigm на американский фондовый рынок.

Источник изображения: Solidigm

Как напоминает ресурс Blocks & Files, первая часть объявленной в октябре 2020 сделки подразумевала продажу SK hynix за $7 млрд предприятия Intel в Даляне, на котором выпускались микросхемы памяти 3D NAND и твердотельные накопители на их основе. Второй этап сделки подразумевал передачу в 2025 году интеллектуальной собственности и штата разработчиков Intel в Даляне, а также занятого на производстве в этом городе бывшего персонала американской компании. За это SK hynix должна в следующем году выплатить Intel ещё $2 млрд. Профильный бизнес, доставшийся корейским инвесторам от Intel, уже некоторое время работает под названием Solidigm. В прошлом квартале, по данным корейских СМИ, данная компания впервые получила прибыль после 12 подряд убыточных кварталов.

Как известно, сама SK hynix намеревается вкладывать серьёзные средства в развитие производственного кластера в южнокорейском Йонъине. Строительство первого предприятия по выпуску памяти на этой площадке стартует в марте 2025 года и завершится в мае 2027 года, оно потребует $6,8 млрд инвестиций. Соответственно, закрытие сделки с Intel вынудит SK hynix в следующем году потратить ещё $2 млрд на выплату продавцу. По слухам, SK hynix размышляет о возможном выходе Solidigm на IPO в США, чтобы за счёт привлечённых средств инвесторов сократить собственные капитальные затраты. Представители SK hynix эти слухи прокомментировали скупо: «Solidigm рассматривает различные стратегии роста, но никаких решений пока не принято».

Аналитики Wedbush считают, что восстановление финансовых потоков Solidigm делает структурное обособление этой компании от SK hynix более вероятным. Успех затеи с IPO, по их мнению, будет во многом зависеть от структуры разделения активов, включая технологические планы развития. В настоящий момент предприятие в Даляне, которое досталось Solidigm от Intel, рассчитывает освоить выпуск памяти 3D NAND не более чем с 196 слоями, что нельзя назвать передовым технологическим показателем.

Американская компания Micron Technology не только стала мишенью китайских санкций, но и подверглась обвинениям со стороны китайского конкурента в лице компании YMTC, выпускающей твердотельную память типа 3D NAND. Этот китайский производитель на днях обвинил Micron в нарушении 11 своих патентов и подал иск в суде американской юрисдикции.

Источник изображения: Micron Technology

Об этом сообщило на этой неделе агентство Bloomberg, сославшись на поданный YMTC в прошлую пятницу иск к американской компании Micron Technology в Федеральном окружном суде Северного округа Калифорнии. В нём Micron обвиняется китайской компанией YMTC в грубом нарушении законных прав этой компании на интеллектуальную собственность, защищаемую 11 патентами.

Этот иск был подан на следующий день после того, как суд в Техасе вынес решение в пользу компании Netlist, обвинявшей Micron в нарушении её прав на интеллектуальную собственность. Теперь Micron должна будет выплатить Netlist материальную компенсацию в размере $445 млн. В какую сумму оценивается ущерб по иску YMTC, не уточняется.

Это уже не первый случай судебного преследования Micron со стороны YMTC, первое дело такого плана начало рассматриваться американскими органами правосудия ещё в ноябре 2023 года. В том иске фигурировали технологии YMTC, имеющие отношение к выпуску и работе микросхем памяти типа 3D NAND. Уже в прошлом году YMTC начала снабжать своих клиентов 232-слойными чипами памяти этого типа, что вполне соответствует уровню технологических возможностей основных мировых конкурентов. Micron с мая прошлого года находится в Китае под санкциями, её продукция не может использоваться в объектах критической информационной инфраструктуры. Теперь китайская компания пытается преследовать американского конкурента на родной для него земле.

Производители твердотельной памяти увеличивают плотность хранения информации как за счёт увеличения количества бит на одну ячейку, так и за счёт увеличения количества слоёв в микросхеме. Kioxia в этом отношении продвинулась до 218 слоёв, начав массовое производство соответствующей памяти 3D NAND на своём предприятии в Японии в этом месяце.

Источник изображения: Kioxia

Данную новость опубликовало агентство Nikkei, сообщив о способности Kioxia тем самым увеличить ёмкость микросхем памяти примерно на 50 % и снизить энергопотребление на 30 % по сравнению с существующей продукцией этой марки. Этот же источник сообщает, что помимо спроса со стороны систем искусственного интеллекта, общее оживление рынка твердотельной памяти привело к тому, что в июне степень загрузки предприятий Kioxia вернулась к 100 %. До этого с октября 2022 года компании приходилось планомерно снижать объёмы выпуска памяти из-за перенасыщения рынка, и самые значительные сокращения достигали 30 %.

Компания Kioxia, унаследовавшая бизнес по производству твердотельной памяти от Toshiba Memory Corporation, до конца октября рассчитывает выйти на фондовый рынок. Именно восстановление спроса на 3D NAND подтолкнуло Kioxia к более активным действиям на этом направлении, поскольку благоприятная ситуация на рынке памяти должна привлечь к акциям компании большее количество инвесторов. Впрочем, если в указанные сроки компании не удастся провести IPO, оно может быть отложено до декабря текущего года.

К 2027 году Kioxia рассчитывает увеличить количество слоёв памяти до 1000 штук, но некоторые участники рынка считают, что подобные темпы экспансии не будут экономически себя оправдывать. Недавно компания также объявила о начале поставок микросхем 3D QLC NAND, построенных на кристаллах BiCS восьмого поколения ёмкостью 2 терабита. Одна микросхема такой памяти может хранить до 4 Тбайт информации.

На технологической конференции в Сеуле, по данным PC Watch, компания Kioxia продемонстрировала намерения к 2027 году наладить выпуск микросхем 3D NAND с увеличенным до 1000 штук количеством слоёв. Плотность хранения информации в данном случае вырастет до 100 Гбит/мм². Для сравнения, ещё в 2022 году наличие 238 слоёв у микросхем 3D NAND считалось хорошим результатом.

Источник изображения: Kioxia

При этом в 2014 году память 3D NAND вообще довольствовалась 24 слоями, поэтому за последующие восемь лет их количество увеличилось в десять раз. Если подобные темпы роста (1,33 в год) сохранятся и дальше, то Kioxia рассчитывает на увеличение количества слоёв 3D NAND до 1000 штук к 2027 году. Плотность хранения данных в 3D NAND достигается не только увеличением количества слоёв. Вертикальные и поперечные размеры ячейки памяти также уменьшаются, а количество хранимых в них битов информации увеличивается. Например, QLC предлагает хранить в одной ячейке четыре бита информации, тогда как TLC обеспечивала только три бита на ячейку.

По мере увеличения количества слоёв 3D NAND возникают проблемы с травлением отверстий, необходимых для межслойного соединения чипов друг с другом. Более глубокие каналы обладают более высоким сопротивлением, и для формирования межслойных соединений требуются новые материалы со специфическими свойствами, а также новые методы их обработки. Например, на смену поликристаллическому кремнию приходит монокристаллический. Kioxia также рассчитывает заменять проводники внутри каждого слоя 3D NAND с вольфрамовых на молибденовые для снижения сопротивления и уменьшения задержек.

Производственный партнёр Kioxia в лице корпорации Western Digital попутно говорит о проблеме роста капитальных затрат по мере увеличения количества слоёв в памяти 3D NAND, а также снижении экономической эффективности подобной миграции. Себестоимость производства памяти по мере увеличения количества слоёв снижается всё меньше и меньше. Скорее всего, именно экономические причины вынудят производителей 3D NAND замедлить темпы «гонки за увеличением количества слоёв».

Сейчас Kioxia и Western Digital выпускают память поколения BiCS 8 в 218-слойном исполнении. Поколения BiCS 9 и BiCS 10 обеспечат увеличение количества слоёв до 300 и 400 штук. Американский производитель не хотел бы по экономическим соображениям поддерживать существующие темпы увеличения количества слоёв памяти 3D NAND.

Когда на этой неделе у специалистов iFixit дошли руки до вскрытия смартфона Huawei Pura 70 Pro, достоверно судить о происхождении микросхемы NAND внутри нового смартфона китайской марки они судить не могли, просто предположив, что к её выпуску причастна дочерняя компания HiSilicon. Эксперты TechInsights утверждают, что на самом деле это была специализирующаяся на данном виде продукции YMTC.

Источник изображения: Huawei Technologies

В подобном открытии нет ничего удивительного, учитывая формальное отставание крупнейшего в Китае производителя 3D NAND от своих зарубежных конкурентов от силы на пару ступеней технологического процесса. Тем более, что ещё пару лет назад Apple всерьёз рассматривала память YMTC в качестве твердотельного хранилища своих iPhone, и соответствующим планам помешало только ужесточение американских санкций.

Как поясняет Bloomberg со ссылкой на комментарии экспертов TechInsights, в составе смартфонов Huawei Pura 70 используется память типа 3D NAND производства китайской YMTC, выпущенная уже после 2023 года, поскольку об этом позволяют говорить некоторые технологические усовершенствования. Конечно, такие чипы 3D NAND всё ещё отстают от выпускаемых SK hynix, которая оказалась невольно причастной к оснащению прошлогодних смартфонов Huawei Mate 60 Pro, но вполне соответствуют современным требованиям со стороны производителей мобильных устройств.

Микросхема оперативной памяти DRAM в составе смартфонов Huawei Pura 70 произведена южнокорейской компанией Samsung Electronics, но её нельзя назвать ультрасовременной. Как поясняют представители TechInsights, данный чип по уровню технологического развития соответствует компонентам представленных в начале прошлого года флагманских смартфонов Samsung Galaxy S23+, что для условий сохраняющихся санкций в отношении Huawei не так уж плохо. Когда SK hynix в прошлом году пришлось оправдываться по поводу появления своей памяти NAND в составе Huawei Mate 60, компания заявила, что китайский производитель мог использовать запасы микросхем памяти, созданные ещё в 2020 году до введения специфических санкций США. По прогнозам TechInsights, в этом году Huawei сможет отгрузить на рынок около 10,4 млн смартфонов семейства Pura.

Компания Samsung сообщила, что начала массовое производство флеш-памяти 3D V-NAND TLC 9-го поколения ёмкостью 1 Тбит. Новые чипы предлагают повышенную плотность и энергоэффективность по сравнению микросхемами памяти 3D V-NAND TLC 8-го поколения.

Источник изображения: Samsung

Производитель не уточнил количество слоёв, использующихся в составе памяти 3D V-NAND TLC 9-го поколения ёмкостью 1 Тбит, а также техпроцесс, который используется для их производства. Однако Samsung отметила, что благодаря самому компактному в отрасли размеру ячеек битовая плотность чипов 3D V-NAND TLC 9-го поколения была улучшена примерно на 50 % по сравнению с памятью 3D V-NAND TLC предыдущего поколения. Производитель также сообщил, что в новых микросхемах памяти применяется технология предотвращения помех, у ячеек увеличен срок службы, а отказ от фиктивных отверстий в токопроводящих каналах позволил значительно уменьшить планарную площадь ячеек памяти.

Флеш-память 3D V-NAND TLC 9-го поколения оснащена интерфейсом нового поколения Toggle 5.1, который увеличил скорость ввода/вывода данных на 33 % до 3,2 Гбит/с на контакт. Наряду с этим компания сократила энергопотребление на 10 % относительно прошлого поколения.

Во второй половине года Samsung планирует начать производство 3D V-NAND девятого поколения ёмкостью 1 Тбит с ячейками QLC.

Компания Samsung Electronics начнёт массовое производство 290-слойных чипов флеш-памяти 9-го поколения 3D V-NAND уже в этом месяце, пишет южнокорейское издание Hankyung, ссылающееся на индустриальные источники. В следующем году производитель планирует выпустить 430-слойные чипы флеш-памяти NAND.

Источник изображений: Samsung

Чипы Samsung 3D V-NAND 9-го поколения с 290 слоями будут выпускаться с использованием технологии двойного штабелирования, которую Samsung впервые применила в 2020 году при производстве 176-слойных микросхем 3D NAND 7-го поколения. Метод подразумевает создание массива чипов 3D NAND на кремниевых пластин диаметром 300 мм, после чего две такие пластины накладываются друг на друга и спаиваются, а затем нарезаются на отдельные чипы, представляющие собой двойные стеки.

Ранее в полупроводниковой индустрии ходили разговоры, что производство чипов флеш-памяти NAND с количеством слоёв около 300 потребует укладки друг на друга трёх пластин из-за технологических ограничений метода двойного стека. Однако, как сообщается, Samsung усовершенствовала процесс двойного штабелирования и теперь будет использовать его для производства памяти NAND с 290–300 слоями.

Во второй половине следующего года компания собирается перейти к производству 10-го поколения флеш-памяти 3D V-NAND с 430 слоями. Именно здесь начнёт применяться укладка трёх пластин друг на друга, пишет южнокорейское издание, ссылающееся на данные исследовательской фирмы Tech Insights. Как отмечается, производитель собирается пропустить выпуск чипов памяти NAND с более чем 300 слоями и сразу перейти к производству 430-слойных микросхем.

Конкуренты Samsung тоже не сидят без дела. С начала следующего года SK hynix собирается начать массовый выпуск 321-слойных чипов флеш-памяти NAND, но будет для этого «спаивать» три пластины с чипами. Китайский производитель памяти YMTC, который в настоящий момент выпускает 232-слойную память NAND, планирует выйти на производство 300-слойных чипов памяти во второй половине текущего года.

Компания Kioxia планирует перейти к массовому производству чипов флеш-памяти 3D NAND с более чем 1000 слоёв к 2031 году. Об этом, как пишет издание Xtech Nikkei, на лекции в ходе 71-го весеннего собрания Общества прикладной физики в Токийском университете сообщил технический директор Kioxia Хидефуми Миядзима (Hidefumi Miyajima). В рамках своего выступления он затронул вопросы, связанные с техническими проблемами и способами их решения для создания 1000-слойных чипов 3D NAND.

Источник изображения: Kioxia

Увеличение количества активных слоёв в чипах флеш-памяти 3D NAND в настоящее время является лучшим способом повысить плотность записи на такие микросхемы. Все производители памяти 3D NAND стремятся увеличивать количество слоёв в составе чипов с помощью более передовых техпроцессов каждые 1,5–2 года. Каждый переход на новый техпроцесс сопряжён с рядом проблем, поскольку производителям 3D NAND приходится не только увеличивать количество слоев, но также сжимать ячейки NAND как по горизонтали, так и по вертикали. Это требует от производителей использования новых материалов, что является настоящей головной болью для специалистов их научно-исследовательских центров.

На сегодняшний день самыми передовыми чипами флеш-памяти 3D NAND в ассортименте Kioxia являются BiCS 3D NAND 8-го поколения с 218 активными слоями и скоростью передачи данных 3,2 Гбит/с. Они были представлены производителем в марте 2023 года. В этом поколении флеш-памяти представлена новая архитектура CBA (CMOS directly Bonded to Array), предлагающая отдельное производство пластин массива ячеек памяти 3D NAND и пластин CMOS ввода-вывода, а затем их последующее объединение с помощью наиболее подходящих для этих целей технологий. В результате получается продукт с повышенной битовой плотностью и улучшенной скоростью ввода-вывода NAND, на основе которого можно создавать одни из самых лучших твердотельных накопителей на рынке.

Компания Kioxia и её производственный партнёр Western Digital не раскрывают всех подробностей архитектуры CBA. Неизвестно, включают ли CMOS-платы ввода-вывода дополнительные периферийные схемы NAND, такие как страничные буферы, усилители считывания и зарядовые насосы. Однако применение метода раздельного производства ячеек памяти и периферийных схем позволяет производителям использовать для создания того или иного компонента памяти 3D NAND наиболее эффективные технологические процессы.

Следует напомнить, что компания Samsung ещё в 2022 году подтвердила планы начать выпуск 1000-слойной флеш-памяти 3D NAND к 2030 году.

Эволюция флеш-памяти с точки зрения плотности хранения информации подразумевает, что чем больше зарядов (бит) хранятся в ячейке, тем ниже эксплуатационный ресурс такой памяти. Китайская компания YMTC не согласна с этим и утверждает, что её микросхемы 3D NAND типа QLC по своей долговечности способны превосходить ячейки памяти типа TLC.

Источник изображения: YMTC

Память QLC в одной ячейке способна хранить четыре бита информации, а TLC — только три, и исторически считалось, что последняя выигрывает с точки зрения своей долговечности по количеству циклов перезаписи. По информации ресурса ITHome, на которую ссылается Tom’s Hardware, компания YMTC заявляет для своих 128-слойных микросхем X3-6070 типа 3D QLC NAND ресурс в 4000 циклов перезаписи. Это как минимум сопоставимо с ресурсом микросхем TLC, достигаемым за счёт оптимизации на уровне контроллеров и применяемых при производстве памяти материалов.

Изначально было принято считать, что память типа QLC способна переносить от 100 до 1000 циклов перезаписи, но и здесь усилия крупных производителей привели к тому, что этот показатель заметно увеличился. YMTC сочла нужным акцентировать внимание на своих достижениях в этой области, хотя очевидно, что они не столь уж уникальны. Память YMTC данной серии уступает конкурирующим решениям по количеству слоёв, поскольку соперники предлагают 176-слойные и более продвинутые микросхемы QLC.

В составе твердотельного накопителя PC41Q потребительского класса YMTC использует 128-слойную память QLC серии X3-6070, предлагая скорости передачи информации до 5000 Мбайт/с и способность хранить информацию при температуре 30 градусов Цельсия на протяжении не менее чем одного года. Время наработки на отказ составит 2 млн часов. Данные показатели отстают от показателей современных SSD на памяти TLC. Тем не менее, компания YMTC даже готова использовать микросхемы QLC в твердотельных накопителях корпоративного класса, где важна надёжность и долговечность.

Обновлено: стоит отметить, что память TLC демонстрировала ресурс в 3000 циклов перезаписи ещё в 2018 году, а к настоящему моменту производители смогли добиться от неё значительно более высокой выносливости, вплоть до 10 тыс. циклов перезаписи.

Недавнее включение китайской компании YMTC в так называемый список 1260H американским военным ведомством определённо создаст крупнейшему производителю твердотельной памяти в КНР определённые трудности, но свою причастность к поддержке китайской армии он всячески отрицает и считает шаги американской стороны несправедливыми и безосновательными.

Источник изображения: YMTC

Как отметило издание South China Morning Post, представители YMTC не только опровергли любую причастность компании к выполнению оборонных заказов в Китае, но и заявили о своей готовности вести переговоры с Вашингтоном об исключении этого производителя памяти из злополучного списка 1260H. Для самой компании появление её имени в данном перечне стало полнейшим сюрпризом, и в YMTC подчёркивают, что её продукция не годится для применения в оборонной сфере в принципе. Никто из клиентов YMTC никогда не декларировал использование памяти этой марки для создания техники оборонного назначения.

Более того, YMTC подчёркивает, что является частной компанией без каких-либо связей с оборонным ведомством КНР, и все обвинения в наличии угрозы с её стороны для американской национальной безопасности считает беспочвенными. Включение в список 1260H, как поясняет источник, потенциально грозит YMTC не только отказом американских клиентов от сотрудничества в оборонной сфере, но и блокировкой финансовых операций за пределами Китая со стороны профильных органов власти США.

С декабря 2022 года YMTC находится под санкциями США, касающимися экспорта из страны технологий и оборудования для производства памяти. В условиях таких ограничений компании пришлось активнее приобретать оборудование китайского производства. Скорее всего, поводом для новых санкций со стороны США стали крупные инвестиции в капитал YMTC, якобы полученные от поддерживаемых государством фондов в Китае.