На технологической конференции в Сеуле, по данным PC Watch, компания Kioxia продемонстрировала намерения к 2027 году наладить выпуск микросхем 3D NAND с увеличенным до 1000 штук количеством слоёв. Плотность хранения информации в данном случае вырастет до 100 Гбит/мм2. Для сравнения, ещё в 2022 году наличие 238 слоёв у микросхем 3D NAND считалось хорошим результатом.
Источник изображения: Kioxia
При этом в 2014 году память 3D NAND вообще довольствовалась 24 слоями, поэтому за последующие восемь лет их количество увеличилось в десять раз. Если подобные темпы роста (1,33 в год) сохранятся и дальше, то Kioxia рассчитывает на увеличение количества слоёв 3D NAND до 1000 штук к 2027 году. Плотность хранения данных в 3D NAND достигается не только увеличением количества слоёв. Вертикальные и поперечные размеры ячейки памяти также уменьшаются, а количество хранимых в них битов информации увеличивается. Например, QLC предлагает хранить в одной ячейке четыре бита информации, тогда как TLC обеспечивала только три бита на ячейку.
По мере увеличения количества слоёв 3D NAND возникают проблемы с травлением отверстий, необходимых для межслойного соединения чипов друг с другом. Более глубокие каналы обладают более высоким сопротивлением, и для формирования межслойных соединений требуются новые материалы со специфическими свойствами, а также новые методы их обработки. Например, на смену поликристаллическому кремнию приходит монокристаллический. Kioxia также рассчитывает заменять проводники внутри каждого слоя 3D NAND с вольфрамовых на молибденовые для снижения сопротивления и уменьшения задержек.
Производственный партнёр Kioxia в лице корпорации Western Digital попутно говорит о проблеме роста капитальных затрат по мере увеличения количества слоёв в памяти 3D NAND, а также снижении экономической эффективности подобной миграции. Себестоимость производства памяти по мере увеличения количества слоёв снижается всё меньше и меньше. Скорее всего, именно экономические причины вынудят производителей 3D NAND замедлить темпы «гонки за увеличением количества слоёв».
Сейчас Kioxia и Western Digital выпускают память поколения BiCS 8 в 218-слойном исполнении. Поколения BiCS 9 и BiCS 10 обеспечат увеличение количества слоёв до 300 и 400 штук. Американский производитель не хотел бы по экономическим соображениям поддерживать существующие темпы увеличения количества слоёв памяти 3D NAND.