Компания Samsung объявила о начале массового производства первой в отрасли трёхмерной флеш-памяти 3D Vertical NAND, или V-NAND. Технология открывает новые перспективы по масштабированию флеш-накопителей, увеличению их быстродействия и надёжности хранения информации. Итак, о чём же идёт речь...

Архитектура V-NAND предусматривает компоновку кристаллов флеш-памяти по вертикали, то есть формирование 3D-структуры. Один чип в текущем виде может иметь до 24 слоёв.

Samsung поясняет: для связи слоёв применяется «проприетарная технология вертикальных связей». По всей видимости, речь идёт о методике TSV (Through-Silicon Via), суть которой в формировании в подложках миниатюрных отверстий, заполняемых медью. Такие каналы играют роль проводников, что позволяет создавать многоярусные чипы. В результате плотность хранения информации значительно возрастает.

Другая особенность изделий 3D Vertical NAND заключается в применении технологии 3D Charge Trap Flash (CTF), то есть «памяти с ловушкой заряда».

Принцип работы традиционной флеш-памяти основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области («кармане») полупроводниковой структуры. Но этот процесс сопряжён с накоплением необратимых изменений, а потому количество записей для ячейки флеш-памяти ограничено. Одна из причин деградации — невозможность индивидуально контролировать заряд плавающего затвора в каждой ячейке.

В CTF-изделиях электрический заряд хранится в специальной изолированной области ячейки. Технология обеспечивает значительное уменьшение электромагнитного шума в кристалле во время передачи данных, что позволяет повысить надёжность хранения информации и использовать более «тонкие» технологические процессы.

Память 3D Vertical NAND изготавливается по методике 10-нанометрового класса. Ёмкость одного чипа равна 128 Гбит, что делает возможным выпуск продуктов вместимостью от 128 Гб до 1 Тб. Утверждается, что по сравнению с присутствующими на рынке изделиями новые флеш-чипы обеспечивают увеличение скорости записи в два раза и повышение надёжности хранения в 2–10 раз.

Новая память найдёт применение в самых разнообразных устройствах, включая SSD-накопители и встраиваемые флеш-модули для мобильных устройств.

Читайте также о другой перспективной разработке — резистивной памяти с произвольным доступом (RRAM), совмещающей достоинства DRAM и NAND Flash. Микросхемы RRAM способны обеспечивать приблизительно такое же быстродействие, что и DRAM, сохраняя при этом информацию при отсутствии питания. По сравнению с NAND память нового типа характеризуется меньшим потреблением энергии и на порядок бóльшим числом циклов перезаписи.