Всем привет! Как вы понимаете, современная планарная флеш-память NAND практически исчерпала собственный потенциал. Основной её проблемой есть то, что уменьшать размеры кристалла делается все тяжелее.

Согласно расчетам специалистов, 14-15 нм технологические нормы станут пределом планарной флеш-памяти, по крайней мере на ближайшее время. А на смену ей придет разработка «вертикальной» флеш-памяти – 3D NAND.
Смотрите кроме этого: Seagate выпустит SSD-накопитель с рекордным количеством памяти в 60 ТераБайт

Компания Seagate представила самый вместительный в мире твердотельный накопитель. Новый SSD обеспечит пользователю 60 ТераБайт пространства. Рекордсмен был показан на саммите в Калифорнии, посвящённом флеш-памяти: тут же в прошедшем сезоне был представлен самый большой в то время накопитель от Samsung — SSD имел память количеством 15,36 ТераБайт.

О новом накопителе от Seagate как мы знаем, что он имеет 3,5-дюймовый корпус (в отличие от стандартного 2,5-дюймового накопителя от Samsung) и применяет флеш-память типа NAND, обеспеченную чипами производства Micron.

Крайне важно понимать, что же мешает предстоящему уменьшению размеров кристалла. В первую очередь, для освоения более узких техпроцессов нужно дорогостоящее оборудование, приобретение которого может в будущем не оправдаться с экономической точки зрения.

И в случае если приобретение новых литографических автомобилей – вопрос решаемый, то проблему перетекания заряда из одной ячейки в другую, в результате которой появляются неточности, решить не так легко.Словом, индустрия появилась в ситуации, в то время, когда ресурсы простой, планарной, флеш-памяти были исчерпаны. Исходя из этого показалась мысль размещать ячейки не только в плоскости, но еще и слоями.

Так, чип приобретает трехмерную структуру и может вмещать намного больше информации на единицу площади, нежели двухмерные кристаллы. Разработка стала называться 3D NAND.

Тут же необходимо подчеркнуть, что производители применяют разные техники для трехмерной памяти, исходя из этого архитектура 3D NAND у каждой компании может иметь отличия и свои особенности.Первой компанией, наладившей производство трехмерной флеш-памяти называющиеся 3D V-NAND и накопителей на их базе, был корейский гигант Samsung. Еще в 2013 году они заявили о выпуске первых трехмерных чипов типа MLC, насчитывающих 24 слоя.

 А уже на следующий год 3D реализацию взяла флеш-память TLC, число слоев которой увеличилось до 32.Как вы понимаете, в базе конструкции планарной флеш-памяти лежит транзистор с плавающим затвором. Плавающий затвор владеет свойством удерживать заряд в течение долгого времени. Как выяснилось, в этом кроется главной недочёт конструкции: при уменьшении техпроцесса благодаря износа ячеек заряд может перетекать из одной ячейки в другую.

Для решения данной неприятности Samsung применяет разработку 3D Charge Trap Flash, что в переводе с английского свидетельствует «ловушка заряда».Её сущность содержится в том, что заряд сейчас помещается не в плавающий затвор, а в изолированную область ячейки из непроводящего материала, в этом случае — нитрида кремния (SiN). Тем самым понижается возможность «утечки» заряда и увеличивается надежность ячеек.Кроме всего другого, использование разработки CTF разрешило сделать чипы памяти более экономичными.

Согласно данным Samsung, экономия может быть около 40% в сравнении с планарной памятью.Трехмерная ячейка 3D V-NAND является цилиндром , внешний слой которого есть управляющим затвором, а внутренний – изолятором. Ячейки находятся приятель над втором и формируют стек, в которого проходит неспециализированный для всех ячеек цилиндрический канал из поликристаллического кремния.

Количество ячеек в стеке эквивалентно памяти и количеству-слоёв.3D V-NAND память кроме этого может похвалиться более высокой скоростью работы. Этого удалось достигнуть за счет упрощения метода записи в ячейку – сейчас вместо трех операций выполняется всего одна. Упрощение метода произошло благодаря меньшей интерференции между ячейками. При с планарной памятью из-за вероятных помех между соседними ячейками требовался дополнительный анализ перед записью.

Вертикальная память свободна от данной неприятности, и запись выполняется за один ход.Ну и пара слов о надежности. 3D V-NAND память намного меньше подвержена износу за счет того, что для записи информации в ячейку не нужно большого напряжения. Напомним, чтобы поместить данные в ячейку планарной памяти используется напряжение порядка 20 В. Для трехмерной памяти данный показатель ниже.

На надежности благоприятно сказался и тот факт, что производство трехмерной флеш-памяти не требует узких технологических норм. К примеру, третье поколение памяти 3D V-NAND с 48 слоями производится по отлаженному 40 нм техпроцессу.До тех пор пока Samsung создавала чипы трехмерной флеш-памяти себе в убыток (что, кстати, было официально подтверждено корейской компанией), другие производители флеш-памяти разрабатывали соперничающие разработки.

Так, компании Toshiba и SanDisk объединились в альянс для выпуска трехмерной флеш-памяти BiCS 3D NAND (Bit Cost Scalable).Работа над разработкой началась еще в 2007 году силами одной Toshiba, а первые образцы трехмерной флеш-памяти BiCS были показаны в 2009 году. С того времени развитие разработки не форсировалось.

Помимо этого, альянс Toshiba/SanDisk четко разрешил понять, что они не планируют выводить трехмерную флеш-память в массовое производство , пока это не будет экономически выгодно.Главным отличием 3D флеш-памяти Toshiba от планарной, как и при с Samsung 3D V-NAND, есть применение разработки CTF вместо хороших транзисторов с плавающим затвором. Материалом для изолированной области кроме этого помогает нитрид кремния (SiN).

Принцип действия разработки в BiCS 3D NAND остается тем же самым: информация помещается не в плавающий затвор, как раньше, а в изолированную область.Что выгодно отличает BiCS 3D NAND от разработки 3D V-NAND, так это применение U-образных строчков (линий). Это указывает, что ячейки группируются не в ряд, а в имеющую форму буквы U последовательность. По словам Toshiba, таковой подход разрешает добиться скорости работы и максимальной надёжности.

Это произошло за счет того, что в U-образном дизайне переключающий линия и транзистор истока находятся в верхней части последовательности (а не в нижней, как при «рядном» дизайне) и не подвергаются высокотемпературному действию, благодаря чего значительно уменьшается количество неточностей при записи и чтении.Кроме этого к преимуществам U-образного дизайна Toshiba относит и тот факт, что такая конструкция не требует применения фотолитографии в глубоком ультрафиолете. Исходя из этого для изготовления трехмерной флеш-памяти компания может применять существующие производственные мощности.Весьма интересно да и то, что в производстве BiCS 3D NAND компания Toshiba в первый раз в массовом будет использовать разработку тонкопленочных транзисторов (TFT).Что касается характеристик чипов BiCS, то это будут 48-слойные кристаллы памяти типа TLC.

Их плотность составит 256 Гбит. При производстве будет употребляться отлаженный 30-40 нм техпроцесс. В целом, по чертям первые массовые чипы BiCS 3D NAND будут весьма схожи с третьим поколением кристаллов Samsung 3D V-NAND.Альянс Micron/Intel кроме этого ведет разработку собственной трехмерной флеш-памяти.

Многие специалисты предрекали, что все проекты 3D NAND будут применять разработку CFT, но Micron с Intel поразили всех и пошли иным методом. Базу их трехмерной флеш-памяти составляют ячейки с плавающим затвором. В Micron утверждают, что именно такая архитектура разрешает более надежно хранить заряд в ячейке.Также, в производстве 3D NAND употребляется разработка «CMOS Under the Array». Её суть пребывает в том, что вся управляющая логика размещается не рядом с массивом памяти, как в 2D NAND, а под ним.

Подобный дизайн разрешает высвободить до 20% площади чипа и разместить на этом месте ячейки памяти.Micron обещает наладить массовое производство чипов трехмерной флеш-памяти уже в текущем году. Это будут 32-слойные кристаллы плотностью 256 Гбит (MLC) и 384 Гбит (TLC).Об архитектуре трехмерной флеш-памяти SK Hynix известно не очень многое. Изначально южнокорейская компания собиралась использовать ячейки с плавающим затвором, но в итоге выбор пал на разработку CTF.

В текущем году SK Hynix обещает наконец-то наладить массовое производство 3D NAND. Это будут 48-слойные чипы TLC емкостью 256 Гбит.Ну а что касается компании OCZ, то выход SSD-накопителей на базе трехмерной флеш-памяти BiCS, непременно, входит в отечественные самые ближайшие замыслы. Дата выхода новых устройств будет зависеть от компании Toshiba, которая обещает наладить поставки чипов BiCS 3D NAND уже во второй половине этого года.

Случайная статья:

• Как зарегистрироваться в instagram?
• Масс-спектрометрический течеискатель пти-10

What is NAND Flash? MLC vs. TLC, 3D NAND, & More

Похожие статьи:

• Технология rram достигла стадии коммерциализации

  В то время, в то время, когда первые чипы 3D NAND лишь ищут собственный путь на рынок и многие производители NAND все еще улучшают собственные…

• Аналитика nand флэш

  За много лет работы эксперты LSI пришли к пониманию всей важности аналитики сотрудничества с NAND флэш-памятью для увеличения и оптимизации…

• Обзор технологий энергонезависимой памяти: заменяем флэш?

  Куда направляется флэш? Сейчас без флэш-памяти уже никуда. Само собой разумеется, существуют кое-какие устройства, в которых разработка с 16-летним…