Всем привет! Как известно, современная планарная флэш-память NAND практически достигла своего потенциала.
Основная его проблема в том, что уменьшить размер кристалла становится все сложнее.
По мнению экспертов, технологические стандарты 14-15 нм станут пределом планарной флэш-памяти, по крайней мере, в ближайшем будущем.
А на смену ей придет технология «вертикальной» флэш-памяти – 3D NAND. 
Очень важно понять, что мешает дальнейшему уменьшению размера кристалла.
Прежде всего, освоение более тонких технических процессов требует дорогостоящего оборудования, приобретение которого в будущем может быть не оправдано с экономической точки зрения.
И если приобретение новых литографических машин — вопрос решаемый, то проблему перетекания заряда из одной ячейки в другую, вызывающую ошибки, решить не так-то просто.
Короче говоря, отрасль оказалась в ситуации, когда ресурсы обычной, планарной и флэш-памяти были исчерпаны.
Поэтому возникла идея размещать клетки не только в плоскости, но и слоями.
Таким образом, чип получает трехмерную структуру и способен содержать значительно больше информации на единицу площади, чем двумерные кристаллы.
Технология называется 3D NAND. Также стоит отметить, что производители используют различные методики создания трехмерной памяти, поэтому архитектура 3D NAND каждой компании может иметь свои особенности и отличия.
Первой компанией, начавшей производство трехмерной флэш-памяти под названием 3D V-NAND и накопителей на их основе, стал корейский гигант Samsung. Еще в 2013 году они объявили о выпуске первых 24-слойных 3D-чипов MLC. А год спустя флэш-память TLC получила 3D-реализацию, количество слоев которой увеличилось до 32. 
Как известно, конструкция планарной флэш-памяти основана на транзисторе с плавающим затвором.
Плавающий затвор обладает способностью удерживать заряд длительное время.
Как оказалось, это главный недостаток конструкции: при снижении техпроцесса из-за износа ячеек заряд может перетекать из одной ячейки в другую.
Для решения этой проблемы Samsung использует технологию 3D Charge Trap Flash, что в переводе с английского означает «ловушка заряда».
Суть его заключается в том, что заряд теперь размещается не в плавающем затворе, а в изолированной области ячейки, изготовленной из непроводящего материала, в данном случае нитрида кремния (SiN).
Это снижает вероятность утечки заряда и повышает надежность элементов.
Помимо прочего, использование технологии CTF сделало чипы памяти более экономичными.
По данным Samsung, экономия может достигать 40% по сравнению с планарной памятью.
Трехмерная ячейка 3D V-NAND представляет собой цилиндр, внешний слой которого является управляющим затвором, а внутренний слой — изолятором.
Ячейки расположены одна над другой и образуют стопку, внутри которой находится общий для всех ячеек цилиндрический канал из поликристаллического кремния.
Количество ячеек в стеке эквивалентно количеству слоев флэш-памяти.
Память 3D V-NAND также может похвастаться более высокой скоростью работы.
Этого удалось добиться за счет упрощения алгоритма записи в ячейку — теперь вместо трех операций выполняется только одна.
Упрощение алгоритма стало возможным благодаря уменьшению помех между ячейками.
В случае планарной памяти из-за возможной интерференции между соседними ячейками перед записью требовался дополнительный анализ.
Вертикальная память свободна от этой проблемы, и запись осуществляется за один шаг.
Ну и пару слов о надежности.
Память 3D V-NAND значительно менее подвержена износу благодаря тому, что для записи информации в ячейку не требуется высокое напряжение.
Напомним, что для размещения данных в планарной ячейке памяти используется напряжение около 20 В.
Для трехмерной памяти этот показатель ниже.
На надежность также благоприятно повлиял тот факт, что производство трехмерной флэш-памяти не требует сложных технологических стандартов.
Например, третье поколение памяти 3D V-NAND с 48 слоями производится с использованием оптимизированного 40-нм техпроцесса.
Пока Samsung производила чипы 3D-флеш-памяти в убыток (что, кстати, официально подтвердила корейская компания), другие производители флэш-памяти разрабатывали конкурирующие технологии.
Таким образом, Toshiba и SanDisk сформировали альянс для выпуска трехмерной флэш-памяти BiCS 3D NAND (Bit Cost Scalable).
Работа над технологией началась еще в 2007 году только компанией Toshiba, а первые образцы флэш-памяти BiCS 3D были продемонстрированы в 2009 году.
С тех пор развитие технологии не ускорилось.
Кроме того, альянс Toshiba/SanDisk ясно дал понять, что не намерен запускать 3D-флэш-память в массовое производство до тех пор, пока это не станет экономически целесообразным.
Основное отличие флэш-памяти Toshiba 3D от планарной памяти, как и в случае с Samsung 3D V-NAND, заключается в использовании технологии CTF вместо классических транзисторов с плавающим затвором.
Материалом изолированной области также является нитрид кремния (SiN).
Принцип работы технологии в BiCS 3D NAND остался прежним: информация размещается не в плавающем затворе, как раньше, а в изолированной области.
Что отличает BiCS 3D NAND от технологии 3D V-NAND, так это использование U-образных рядов (линий).
Это означает, что клетки группируются не в ряд, а в U-образной последовательности.
По мнению Toshiba, такой подход позволяет добиться максимальной надежности и скорости.
Это возможно, поскольку в U-образной конструкции переключающий транзистор и линия истока расположены вверху серии (а не внизу, как в линейной конструкции) и не подвергаются воздействию высоких температур, что приводит к меньшему количеству операций чтения и записи.
ошибки.
.
Еще одним преимуществом U-образной конструкции Toshiba является то, что эта конструкция не требует использования фотолитографии в глубоком ультрафиолете.
Таким образом, компания может использовать существующие производственные мощности для производства 3D-флеш-памяти.
Интересно также, что при производстве BiCS 3D NAND Toshiba впервые в массовом масштабе будет использовать технологию тонкопленочных транзисторов (TFT).
Что касается технических характеристик чипов BiCS, то это будут 48-слойные кристаллы памяти TLC. Их плотность составит 256 Гбит. При производстве будет использоваться отработанный технологический процесс 30-40 нм.
В целом характеристики первых серийных чипов BiCS 3D NAND будут очень похожи на кристаллы Samsung 3D V-NAND третьего поколения.
Альянс Micron/Intel также разрабатывает собственную 3D-флэш-память.
Многие эксперты предсказывали, что все проекты 3D NAND будут использовать технологию CFT, но Micron и Intel удивили всех и пошли другим путём.
Их 3D-флэш-память основана на ячейках с плавающим затвором.
Micron утверждает, что именно эта архитектура позволяет более надежно хранить заряд в ячейке.
Кроме того, при производстве 3D NAND используется технология «CMOS Under the Array».
Смысл его в том, что вся управляющая логика размещается не рядом с массивом памяти, как в 2D NAND, а под ним.
Такая конструкция позволяет освободить до 20% площади чипа и разместить в этом месте ячейки памяти.
В этом году Micron обещает запустить массовое производство чипов 3D-флеш-памяти.
Это будут 32-слойные кристаллы плотностью 256 Гбит (MLC) и 384 Гбит (TLC).
Об архитектуре флэш-памяти SK Hynix 3D известно немного.
Изначально южнокорейская компания планировала использовать ячейки с плавающим затвором, но в итоге выбор пал на технологию CTF. В этом году SK Hynix обещает наконец запустить массовое производство 3D NAND. Это будут 48-слойные чипы TLC емкостью 256 Гбит. 
Ну а что касается компании OCZ, то выпуск SSD-накопителей на базе трехмерной флэш-памяти BiCS наверняка входит в наши ближайшие планы.
Дата выпуска новых устройств будет зависеть от Toshiba, которая обещает организовать поставки чипов BiCS 3D NAND во второй половине этого года.
Теги: #Компьютерное оборудование #Магазины #Toshiba #NAND #flash #3D NAND #ocz #3D V-NAND
-
Бесподобные Услуги По Продвижению Сайтов
19 Oct, 24 -
Звонки В Приложениях Авито
19 Oct, 24 -
Сивелкирия Ос: Пример Построения Программы
19 Oct, 24 -
Герои Gdc 2010: Uncharted 2, Кармак И Ньюэлл
19 Oct, 24
