Samsung Electronics har inlett massproduktion av sitt nionde generationens flashminne, 1Tb TLC V-NAND. Det markerar betydande framsteg för flashminnen på flera sätt. Denna nya generation har den minsta cellstorleken hittills, vilket förbättrar bitdensiteten med ungefär 50% jämfört med föregående generation (Samsung v8).
Innovationer som minskar interferens mellan de tätpackade minnescellerna och livslängdsförlängande tekniker har införts för att förbättra tillförlitligheten och produktkvaliteten av V9 generationen. Genom att eliminera hjälpstrukturer i minnenas kanalhål (eng. via) har Samsung också effektivt minskat minnescellernas plana yta, vilket gör det möjligt att packa mer data per ytenehet i en marknad som drivs av ökande efterfrågan för applikationer i molnet och AI.
En smart innovation i 9:e generationens V-NAND tillverkningen är Samsungs nya processflöde för de djupa hålen som bildar minnets kanal som sedan fylls med metall för att kapa cellernas grind (metal gate). Denna process innebär att man staplar modulärt (stacks) och sen etsar igenom flera moduler i ett svep istället för var för sig som tidigare. Detta förfarande möjliggör skapandet av branschens högsta cellagerstapling (280) i en dubbelstackstruktur istället för att bruka flera (3).
När antalet lager ökar, ökar även komplexiteten i etsningsprocessen, vilket kräver mer sofistikerade tekniker för att effektivt tränga igenom det ökande antalet. Nyligen introducerade japanska Tokyo Electron en ny etsteknologi som skall kunna etsa mycket djupare och snabbare än tidigare. Den nya etskammaren inkluderar bland annat kraftig kylning och nya etsgaser som fosfortrifluorid (PF3), enligt Nikkei Asia.
We anticipate adoption of our 400-layer-level technology in two to three years
– Toshiki Kawai, President & CEO, Tokyo Electron
Enligt Golem överträffar Samsungs nya minneschip QLC-V9 konkurrenter på NAND-flashmarknaden med en banbrytande 280-lagerskonfiguration som förbättrar SSD-kapacitet, kostnadseffektivitet och hastighet. Med en lagringsdensitet på 28,5 Gbit/mm² överträffar Samsung rivaler som YMTC och Micron, vars densiteter rapporteras vara 20,63 respektive 19,5 Gbit/mm². Även Intels kommande 192-lagers PLC-NAND står sig slätt mot Samsung.
Detta tekniska försprång sätter inte bara en ny standard för prestanda hos minneschip utan möjliggör också för Samsung att potentiellt introducera de första 8 TB stora enkelsidiga M.2-SSD-enheterna – ett betydande framsteg jämfört med nuvarande dubbelsidiga lösningar. Ökningen av gränssnittshastigheten till 3,2 Gbit/s från tidigare 2,4 Gbit/s för med sig högre läshastigheter nära de hos högpresterande SSD:er, även om förbättringar i skrivhastigheten ännu inte har specificerats.
Genom att bruka alla ovan nämnda konstens regler och kanske även ytterligare sådana, planerar Samsung i framtiden att introducera ännu mer avancerade 430-lagers NAND-kretsar. Detta väntas enligt Korea Economic Daily ske år 2025 och målet är att möta den växande efterfrågan på högpresterande och stora lagringslösningar i AI-eran.
Inte heller SK Hynix och YMTC står still gällande NAND-produkter i högdensitetssegmentet. SK Hynix produktplaner visar att produktion av NAND-chip om 321 lager produktionsstartas tidigt nästa år och YMTC planerar sjösätta med 300-lagerskretsar redan senare 2024. På länge sikt har Samsung också meddelat att utvecklingen av flashminnen väntas leda till produkter med 1 000 lager år 2030.
