V-NAND принцип работы

Трехмерные ячейки повысят емкость

Ограничения возможностей 2D NAND можно преодолеть другим способом: не располагать ячейки в одной плоскости, а упаковать их в трехмерную структуру — чем больше слоев, тем выше плотность записи. В этом году Samsung представила свой концепт трехмерной памяти V-NAND, которая включает 24 слоя ячеек флеш-памяти. У большой многослойной структуры с вертикальным расположением ячеек свои преимущества: V-NAND использует небольшое напряжение и выдерживает 35 000 циклов перезаписи. Как заявляет Samsung, скорость записи также увеличилась. Производитель планирует к 2018 году увеличить плотность чипов с 128 Гбит до 1 Тбит, что станет возможным при увеличении количества слоев.

Чисто технически V-NAND мало чем отличается от технологии Bit-Cost Scalable Flash (BiCS) разработки Toshiba. BiCS удерживает электрические заряды на записываемом слое из нитрида кремния, окруженного двумя слоями окисной пленки. Ячейку окружает управляющий затвор, выводящий электрический заряд со слоя, на который производится запись. Принцип работы V-NAND такой же, но материалы слоев принципиально другие: записывающий слой окружен не пленкой на основе окиси кремния, а алюминиевым диэлектриком, выполненным по технологии high-k. Использование нитрида тантала в управляющем затворе, по заявлению Samsung, позволяет быстрее стирать ячейки. Новые материалы обеспечивают большее расстояние между уровнями заряда, что продлевает срок службы памяти.

Отраслевые источники утверждают, что себестоимость трехмерного 40-слойного чипа памяти такая же, как двумерного, а это означает, что SSD емкостью в несколько терабайт наконец-то станут доступными. Первые накопители на базе микросхем памяти с трехмерной структурой, например, Samsung 850 Pro, появились в 2014 г.