Продолжающаяся конкуренция Samsung и Micron на рынке NAND-памяти

В динамичном мире технологии NAND, компании Samsung Electronics и Micron Technology непрерывно соперничают за лидирующие позиции. Их последние разработки в сфере 3D NAND подчёркивают эту продолжающуюся борьбу, причём каждая из компаний сосредоточена на своих инновациях.

Усиление битовой плотности в 3D NAND от Samsung

Samsung сфокусировалась на повышении битовой плотности в технологии 3D NAND. Компания недавно анонсировала свои 1-терабайтные (Tb) трёхуровневые восьмое поколение вертикальной NAND (V-NAND), которые, по их словам, обладают самой высокой битовой плотностью в индустрии. Это развитие является частью стратегического фокуса Samsung на увеличение битовой плотности в NAND.

В интервью с одним из технических изданий рассказано о достижении высокой битовой плотности. Отмечается, что ключевым аспектом является структура Cell-on-Peri (COP), впервые представленная в седьмом поколении V-NAND. В COP массив ячеек расположен над периферийной областью, но часть этой области остаётся снаружи ячейки. Для уменьшения размера чипа, компания работала над минимизацией как периферийной области, так и самого массива ячеек.

Путь Samsung с V-NAND начался в 2013 году с представления вертикального V-NAND флэша. С тех пор компания развивала технологии для сокращения размеров и высоты ячейки. Это включает метод гравировки контактов с высоким аспектным отношением, который играет ключевую роль в уменьшении размера массива ячеек. Восьмое поколение V-NAND дополнительно уменьшило площадь всех трёх частей по сравнению с предыдущим поколением, что способствовало увеличению плотности.

Самсунг активно работает над решением значительной проблемы межъячеечных помех, которая является распространённой при уменьшении размеров ячеек NAND. С уменьшением размеров ячейки её структура становится тоньше, что увеличивает помехи. В одном из интервью представитель Самсунг подробно описал методы компании по смягчению этих помех. Сначала были выявлены компромиссы в производительности, а затем приступили к решению основных проблем.

Стратегия Самсунг включает в себя разработку оптимальной схемы работы для минимизации помех во время процесса записи. Это включает в себя использование нового материала для блокирующего слоя внутри ячейки, который помогает предотвратить утечку электронов из слоя с запасом заряда (CTL) при изменении напряжения. Кроме того, Самсунг сосредотачивается на улучшении структуры самого CTL.

Представитель компании подчеркнул, что преодоление множества препятствий было необходимо для достижения этого важного этапа. Структурно, с увеличением общей высоты стека, формы становятся более подверженными наклону. С уменьшением размеров ячеек и их сближением, компания столкнулась с проблемами, такими как снижение тока ячейки и увеличение помех.

Эти проблемы решаются путём сокращения общей высоты стека, использования опорной структуры из седьмого поколения V-NAND и многоперфорационной технологии, а также исследования новых решений, включая инновационные ячейковые структуры с новыми материалами.

Достижения Micron с 232-уровневым 3D NAND

Micron лидирует в области технологии 3D NAND, опережая другие компании, сосредоточенные на 128-уровневом 3D NAND. В ноябре 2020 года Micron представил свой 176-уровневый продукт, использующий технологию заменяемых ворот в сочетании с архитектурой CMOS-under-array (CUA). Эта технология не только увеличила количество слоёв, но и уменьшила размер кристалла на 30%.

В конце июля 2022 года Micron анонсировал свой 232-уровневый 3D NAND, а в начале декабря 2022 года представил свой последний клиентский SSD, включающий этот 232-уровневый продукт.

Индустриальный аналитик прокомментировал достижение Самсунг объёмом 1 терабайт, отметив, что, хотя это и не "потрясающе", важность заключается в новом количестве слоёв и высокой скорости интерфейса. Это означает, что приложения могут достигать той же пропускной способности с половиной меньшим количеством чипов NAND. Как Самсунг, так и Micron эффективно уменьшают размеры кристаллов, используя свои уникальные термины и подходы — будь то COP (Cell-on-Peri) для Самсунг или CUA (CMOS-under-array) для Micron.