Компания Samsung Electronics начнёт массовое производство 290-слойных чипов флеш-памяти 9-го поколения 3D V-NAND уже в этом месяце, пишет южнокорейское издание Hankyung, ссылающееся на индустриальные источники. В следующем году производитель планирует выпустить 430-слойные чипы флеш-памяти NAND.

Источник изображений: Samsung

Чипы Samsung 3D V-NAND 9-го поколения с 290 слоями будут выпускаться с использованием технологии двойного штабелирования, которую Samsung впервые применила в 2020 году при производстве 176-слойных микросхем 3D NAND 7-го поколения. Метод подразумевает создание массива чипов 3D NAND на кремниевых пластин диаметром 300 мм, после чего две такие пластины накладываются друг на друга и спаиваются, а затем нарезаются на отдельные чипы, представляющие собой двойные стеки.

Ранее в полупроводниковой индустрии ходили разговоры, что производство чипов флеш-памяти NAND с количеством слоёв около 300 потребует укладки друг на друга трёх пластин из-за технологических ограничений метода двойного стека. Однако, как сообщается, Samsung усовершенствовала процесс двойного штабелирования и теперь будет использовать его для производства памяти NAND с 290–300 слоями.

Во второй половине следующего года компания собирается перейти к производству 10-го поколения флеш-памяти 3D V-NAND с 430 слоями. Именно здесь начнёт применяться укладка трёх пластин друг на друга, пишет южнокорейское издание, ссылающееся на данные исследовательской фирмы Tech Insights. Как отмечается, производитель собирается пропустить выпуск чипов памяти NAND с более чем 300 слоями и сразу перейти к производству 430-слойных микросхем.

Конкуренты Samsung тоже не сидят без дела. С начала следующего года SK hynix собирается начать массовый выпуск 321-слойных чипов флеш-памяти NAND, но будет для этого «спаивать» три пластины с чипами. Китайский производитель памяти YMTC, который в настоящий момент выпускает 232-слойную память NAND, планирует выйти на производство 300-слойных чипов памяти во второй половине текущего года.

Компания Kioxia планирует перейти к массовому производству чипов флеш-памяти 3D NAND с более чем 1000 слоёв к 2031 году. Об этом, как пишет издание Xtech Nikkei, на лекции в ходе 71-го весеннего собрания Общества прикладной физики в Токийском университете сообщил технический директор Kioxia Хидефуми Миядзима (Hidefumi Miyajima). В рамках своего выступления он затронул вопросы, связанные с техническими проблемами и способами их решения для создания 1000-слойных чипов 3D NAND.

Источник изображения: Kioxia

Увеличение количества активных слоёв в чипах флеш-памяти 3D NAND в настоящее время является лучшим способом повысить плотность записи на такие микросхемы. Все производители памяти 3D NAND стремятся увеличивать количество слоёв в составе чипов с помощью более передовых техпроцессов каждые 1,5–2 года. Каждый переход на новый техпроцесс сопряжён с рядом проблем, поскольку производителям 3D NAND приходится не только увеличивать количество слоев, но также сжимать ячейки NAND как по горизонтали, так и по вертикали. Это требует от производителей использования новых материалов, что является настоящей головной болью для специалистов их научно-исследовательских центров.

На сегодняшний день самыми передовыми чипами флеш-памяти 3D NAND в ассортименте Kioxia являются BiCS 3D NAND 8-го поколения с 218 активными слоями и скоростью передачи данных 3,2 Гбит/с. Они были представлены производителем в марте 2023 года. В этом поколении флеш-памяти представлена новая архитектура CBA (CMOS directly Bonded to Array), предлагающая отдельное производство пластин массива ячеек памяти 3D NAND и пластин CMOS ввода-вывода, а затем их последующее объединение с помощью наиболее подходящих для этих целей технологий. В результате получается продукт с повышенной битовой плотностью и улучшенной скоростью ввода-вывода NAND, на основе которого можно создавать одни из самых лучших твердотельных накопителей на рынке.

Компания Kioxia и её производственный партнёр Western Digital не раскрывают всех подробностей архитектуры CBA. Неизвестно, включают ли CMOS-платы ввода-вывода дополнительные периферийные схемы NAND, такие как страничные буферы, усилители считывания и зарядовые насосы. Однако применение метода раздельного производства ячеек памяти и периферийных схем позволяет производителям использовать для создания того или иного компонента памяти 3D NAND наиболее эффективные технологические процессы.

Следует напомнить, что компания Samsung ещё в 2022 году подтвердила планы начать выпуск 1000-слойной флеш-памяти 3D NAND к 2030 году.

Эволюция флеш-памяти с точки зрения плотности хранения информации подразумевает, что чем больше зарядов (бит) хранятся в ячейке, тем ниже эксплуатационный ресурс такой памяти. Китайская компания YMTC не согласна с этим и утверждает, что её микросхемы 3D NAND типа QLC по своей долговечности способны превосходить ячейки памяти типа TLC.

Источник изображения: YMTC

Память QLC в одной ячейке способна хранить четыре бита информации, а TLC — только три, и исторически считалось, что последняя выигрывает с точки зрения своей долговечности по количеству циклов перезаписи. По информации ресурса ITHome, на которую ссылается Tom’s Hardware, компания YMTC заявляет для своих 128-слойных микросхем X3-6070 типа 3D QLC NAND ресурс в 4000 циклов перезаписи. Это как минимум сопоставимо с ресурсом микросхем TLC, достигаемым за счёт оптимизации на уровне контроллеров и применяемых при производстве памяти материалов.

Изначально было принято считать, что память типа QLC способна переносить от 100 до 1000 циклов перезаписи, но и здесь усилия крупных производителей привели к тому, что этот показатель заметно увеличился. YMTC сочла нужным акцентировать внимание на своих достижениях в этой области, хотя очевидно, что они не столь уж уникальны. Память YMTC данной серии уступает конкурирующим решениям по количеству слоёв, поскольку соперники предлагают 176-слойные и более продвинутые микросхемы QLC.

В составе твердотельного накопителя PC41Q потребительского класса YMTC использует 128-слойную память QLC серии X3-6070, предлагая скорости передачи информации до 5000 Мбайт/с и способность хранить информацию при температуре 30 градусов Цельсия на протяжении не менее чем одного года. Время наработки на отказ составит 2 млн часов. Данные показатели отстают от показателей современных SSD на памяти TLC. Тем не менее, компания YMTC даже готова использовать микросхемы QLC в твердотельных накопителях корпоративного класса, где важна надёжность и долговечность.

Обновлено: стоит отметить, что память TLC демонстрировала ресурс в 3000 циклов перезаписи ещё в 2018 году, а к настоящему моменту производители смогли добиться от неё значительно более высокой выносливости, вплоть до 10 тыс. циклов перезаписи.

По мнению специалистов TrendForce, во втором квартале контрактные цены на микросхемы NAND вырастут сразу на 13–18 %, и сильнее всего это скажется на стоимости твердотельных накопителей корпоративного класса. Из производителей NAND сейчас активнее всего наращивают объёмы выпуска Kioxia и Western Digital, остальные пока придерживаются консервативной стратегии. В первом квартале цены должны вырасти на 23–28 %.

Источник изображения: SK hynix

В этом отношении снижение темпов роста контрактных цен на флеш-память можно объяснить снижением спроса во втором квартале, но оно будет не столь существенным, чтобы переломить общую тенденцию к росту цен. Контрактные цены на микросхемы eMMC в первом квартале могут вырасти на 25–30 %, во втором квартале они вырастут ещё на 10–15 %, поскольку китайские производители смартфонов после опустошения складских запасов возобновляют закупку этих модулей памяти.

Память типа UFS востребована производителями смартфонов, реализующих свою продукцию на территории Индии и Юго-Восточной Азии, поэтому и её контрактная стоимость вырастет во втором квартале на 10–15 %. Цены на твердотельные накопители в корпоративном и потребительском сегменте в первом квартале выросли на 23–28 %, но во втором квартале именно корпоративный сегмент сохранит более высокую динамику цен на SSD, в диапазоне от 20 до 25 %. Это связано с тем, что клиенты в этом сегменте рынка стараются сформировать увеличенные запасы накопителей ко второму полугодию, когда они им понадобятся. В клиентском сегменте снижается спрос на SSD в связи с сезонными явлениями, цены во втором квартале вырастут от силы на 10–15 %.

Цены на кремниевые пластины с микросхемами 3D NAND в первом квартале выросли на 23–28 %, как считают аналитики TrendForce, а во втором спрос и предложения будут лучше сбалансированы, из-за чего рост цен на кремниевые пластины ограничится 5–10 %, во многом из-за снижения спроса на розничном рынке.

Western Digital представила твердотельные накопители PC SN5000S на базе чипов флеш-памяти QLC, которые демонстрируют более высокую производительность по показателям скорости чтения и записи, чем предшественники на базе заведомо более скоростной памяти TLC.

Источник изображений: Western Digital

PC SN5000S — новейшая серия потребительских твердотельных накопителей объёмом до 2 Тбайт, выпускающихся компанией в полноразмерном формате M.2 2280 и компактном формате M.2 2230. Серия пришла на замену накопителям PC SN740, предлагающимся в тех же объёмах и разъёмах.

Модель Western Digital PC SN5000S объёмом 2 Тбайт с памятью QLC по скорости записи до 16,5 %, а по скорости чтения до 15,5 % быстрее по сравнению с моделью SN740 того же объёма, но с памятью TLC. Модель SN740 объёмом 1 Тбайт по-прежнему чуть быстрее по записи, чем SN5000S, но по скорости чтения отстаёт от новинки на 14,3 %. Преимуществом накопителя SN5000S объёмом 2 Тбайт над предшественником также является на 100 TBW (терабайт перезаписанной информации) более высокий запас ресурса работы. Однако ресурс нового SSD объёмом 1 Тбайт на 100 TBW ниже (300 TBW против 400 TBW у SN740 того же объёма). Недостатком новой серии SSD также можно считать чуть более высокий показатель энергопотребления.

Источник изображения: Tom's Hardware

Как правило, накопители на базе флеш-памяти NAND QLC отстают от SSD на базе других типов флеш-памяти. Объясняется это тем, что память QLC хранит четыре бита информации в одной ячейке, что сказывается на итоговой производительности не в лучшую сторону. Напомним, что флеш-память SLC хранит один бит информации на ячейку, MLC-память — два бита информации, а TLC — три бита. Чем меньше битов хранится в ячейке, тем она быстрее и долговечнее. Хотя возможность хранения большего количества битов на ячейку увеличивает плотность памяти, необходимость чтения и записи большего количества битов приводит к снижению производительности и в целом повышает износ памяти NAND.

Для улучшения производительности накопителей на базе памяти QLC и других многоразрядных типов памяти NAND существует несколько способов. Пожалуй, самым очевидным является использование кеш-памяти SLC в составе накопителя. Хотя QLC, как уже говорилось выше, хранит четыре бита информации в ячейке, накопителю при наличии кеш-памяти SLC необязательно заполнять все четыре бита информации при записи. SSD будут работать гораздо лучше, если обозначить часть ячеек памяти в качестве псевдо-SLC. Правда, для этого занимаются пустые ячейки, что в конечном итоге сокращает доступный объём самого SSD.

Несмотря на недостатки памяти QLC и других многоразрядных типов флеш-памяти NAND некоторые производители, например, Samsung, заинтересованы в дальнейшем развитии этой технологии. Так как обычным потребителям не всегда нужна лучшая производительность и надёжность, а при выборе SSD предпочтение чаще отдаётся исходя из цены и объёма накопителя, модели SSD на базе памяти QLC обычно являются наиболее экономичным выбором покупателя. В свою очередь, накопители на памяти SLC с низкой плотностью лучше подходят для серверов, где высокая производительность и надёжность оказываются гораздо полезнее.

Условия ведения бизнеса порой меняются так, что компании вынуждены пересматривать ранее принятые решения и менять их на противоположные. Купив в 2016 году за $19 млрд компанию SanDisk, сейчас Western Digital готовится отделить бизнес по выпуску флеш-памяти от бизнеса по выпуску жёстких дисков. Подготовка к завершению реструктуризации идёт полным ходом и завершится разделением компании во второй половине этого года.

Источник изображения: Western Digital

Об этом на страницах официального сайта Western Digital сообщил генеральный директор Дэвид Геклер (David Goeckeler). Соответствующее решение было принято в конце октября прошлого года — как считается, в результате провала инициативы Western Digital по покупке активов компании Kioxia, выпускающей твердотельную память. Сейчас, по словам Геклера, его компания успешно разделяет документооборот с клиентами между будущими независимыми компаниями, на которые Western Digital поделится во втором полугодии. Во всех 18 странах присутствия ведётся реформирование организационной структуры и бизнес-процессов. Компания также готовится к подаче необходимых документов государственным регуляторам в регионах присутствия, включая США.

Выбран уже и кандидат на пост генерального директора компании, которая после разделения бизнеса Western Digital продолжит выпускать жёсткие диски. Её возглавит действующий исполнительный вице-президент по глобальным операциям Ирвинг Тан (Irving Tan), занимающий эту должность с февраля 2020 года. Прочие кадровые назначения будут сделаны ближе к моменту завершения реструктуризации компании.

В последние месяцы цены на флеш-память NAND росли после затяжного падения, но эксперты TrendForce поясняют, что текущий уровень ещё далёк от того, который обеспечит участникам рынка возврат к прибыльности. В результате в ближайшее время поставщики флеш-памяти будут вынуждены поднять цены как минимум на 40 %, чтобы уйти от убытков.

Источник изображения: Samsung Electronics

Если же рассчитывать на получение прибыли, то производителям памяти нужно будет поднять цены на 50 % или даже выше, как убеждены представители TrendForce. По итогам прошлого квартала южнокорейская компания Samsung Electronics занимала первое место на рынке памяти типа NAND в показателях выручки с долей 31,4 %. На втором месте располагалась SK Group, в состав которой входят SK hynix и Solidigm (бывший бизнес Intel), с долей 20,2 %. Замыкает тройку лидеров американская Western Digital с долей рынка 16,9 %, а её партнёр Kioxia, с которой в этом году не состоялась сделка по объединению, довольствуется четвёртым местом и 14,5 % рынка.

Источник изображения: TrendForce

Крупные игроки рынка продолжают сокращать объёмы производства памяти типа NAND, поскольку этот вид продукции обеспечивает меньшую прибыль по сравнению с DRAM. Та же Samsung, например, с сентября текущего года сократила объёмы выпуска микросхем типа NAND на 50 % от максимально возможных. Предпочтение сейчас отдаётся выпуску 128-слойной памяти типа 3D NAND. В целом на рынке твердотельной памяти в некоторых сегментах уже наблюдается дефицит продукции, и это позволяет участникам двигать цены вверх. При этом точка окупаемости ещё не достигнута, и для её достижения поставщики микросхем NAND должны повысить цены ещё минимум на 40 %. В ближайшие кварталы цены будут только расти, как резюмируют специалисты TrendForce.

В этом году на снижение объёмов выпуска памяти типа NAND решилась даже лидирующая на рынке компания Samsung Electronics, хотя на фоне конкурентов она в этом смысле держалась дольше всех. Невольная консолидация участников рынка в таком решении принесла свои плоды и, как отмечает TrendForce, в четвёртом квартале контрактные цены на твердотельную память в целом вырастут на 8–13 %.

Источник изображения: Samsung Electronics

Дальнейшая динамика цен, по мнению экспертов, будет зависеть от наличия спроса на твердотельные накопители в серверном сегменте. Если он проявит себя на фоне интереса корпоративных клиентов к теме искусственного интеллекта, то цены на твердотельную память в следующем году продолжат расти.

В потребительском сегменте на рынке SSD, как считают аналитики TrendForce, контрактные цены на накопители вырастут в четвёртом квартале на те же самые 8–13 %. Что характерно, цены будут расти как на изделия начального уровня, так и на дорогие. Накопленные складские запасы продукции, по сути, оставляют мало запаса для дальнейшего снижения цен на клиентские SSD. Производители ПК создали запас накопителей, превышающий реальную потребность конечного рынка, и пока рост цен возможен лишь в отдельных нишах.

Источник изображения: TrendForce

Непосредственно в серверном сегменте, как поясняет TrendForce, спрос начал расти уже во втором полугодии, хотя крупные облачные провайдеры в США всё ещё располагают существенными запасами накопителей данных. В Китае спрос тоже начал расти, поскольку уровень складских запасов среди местных облачных провайдеров снизился до разумных значений. К тому же близость сезона осенних распродаж заставляет китайских интернет-гигантов заблаговременно вкладываться в модернизацию технической инфраструктуры. В целом в четвёртом квартале провайдеры должны вернуться к закупкам серверных накопителей в достаточно крупных количествах. Контрактные цены на SSD в серверном сегменте в четвёртом квартале вырастут на 5–10 %, по мнению представителей TrendForce.

В сегменте eMMC, ориентированном на встраиваемые решения, контрактные цены на твердотельные накопители в текущем квартале вырастут на 10–15 %, поскольку здесь и складские запасы ниже, и объёмы производства ниже, поэтому для продавцов складываются более благоприятные условия. На рынке карт памяти (UFS) рост контрактных цен в четвёртом квартале тоже достигнет 10–15 %, поскольку участники рынка в большинстве своём уже исчерпали дальнейшие возможности для снижения цен. Контрактные цены на кремниевые пластины для выпуска памяти типа 3D NAND вырастут в текущем квартале на 13–18 %, поскольку предшествующие снижения объёмов поставок создали для этого необходимые условия.

Компания QuInAs Technology — британский разработчик энергонезависимой памяти нового типа — сообщил о закупке оборудования для изготовления 20-нм прототипа. Образец должен подтвердить заявленные высокие характеристики UltraRAM от высочайших скоростей чтения до способности выдержать 10 млн циклов перезаписи. После этого компания рассчитывает начать мелкосерийное производство новинки и найти заказчиков среди производителей памяти с мировым именем.

Источник изображений: QuInAs Technology

Память UltraRAM разработана физиками из британских университетов Ланкастера и Уорвика. Для коммерциализации разработки зимой этого года была создана компания QuInAs Technology. Дебют компании состоялся на нынешнем августовском саммите Flash Memory Summit 2023. Более того, она получила престижную награду как «Самый инновационный стартап в области флеш-памяти». Говорят, представители Meta✴ замучили изобретателей вопросами. Уж очень им понравились энергоэффективные параметры новинки.

Журналисты ресурса Tom's Hardware получили возможность посетить лабораторию, в которой создаются образцы UltraRAM и где происходит их тестирование. Специалисты QuInAs Technology продолжают работать на базе физического факультета Университета Ланкастера. На полученные от инвесторов деньги они закупают новое производственное и тестирующее оборудование для лаборатории и на следующем этапе намерены довести образцы UltraRAM до 20-нм технологических норм.

Тестирование 20-нм образцов позволит подтвердить и, вероятнее всего, даже улучшить и без того очень и очень хорошие характеристики будущей энергонезависимой памяти, которая потенциально способна заменить флеш-память 3D NAND. Разработчик ожидает снижение латентности UltraRAM на порядок по сравнению с оперативной памятью DRAM и увеличение циклов перезаписи до 10 млн и даже выше, что на несколько порядков больше, чем у современной 3D NAND. Задержка при чтении UltraRAM должна составить порядка 1 нс.

Также заряд в ячейках UltraRAM способен храниться свыше 1000 лет без утечек, что, в целом, говорит о её высокой энергоэффективности. Память UltraRAM обещает быть в 100 раз более энергоэффективной, чем DRAM и в 1000 раз лучше по этому показателю, чем 3D NAND.

Высочайшая энергоэффективность и защита от утечек обеспечивается инновационным трёхслойным барьером и плавающим затвором из арсенида индия и антимонида алюминия (InAs / AlSb). В обычной памяти 3D NAND оксидный плавающий затвор в ячейке постепенно разрушается, тогда как у памяти UltraRAM затвор практически нейтральный к внешним воздействиям. Чтение также происходит неразрушающим способом, что в сумме даёт такое невероятное по современным меркам число циклов перезаписи. Электроны туннелируют в ячейку через тройной барьер в условиях резонанса и таким же образом покидают её в процессе стирания, что делает процесс записи очень и очень энергоэффективным.

Для продолжения работы над UltraRAM компания получила грант от британского фонда ICURe Exploit от Innovate UK, о чём она должна сообщить в ближайшее время. Средства помогут приблизить коммерциализацию продукта. Как признались в QuInAs Technology, производители памяти ищутся на Тайване, а не в Европе. По всей видимости, первыми новую память примерят на себя процессоры и контроллеры в качестве встраиваемых массивов. Высокоскоростная, устойчивая к износу и энергонезависимая память для процессоров — это ключ к росту производительности, мобильности и даже к новым архитектурам.

Рынок флеш-памяти NAND во втором квартале так и не смог одержать победу над слабым спросом, который продолжает отставать от предложения. Тем не менее, объёмы поставок выросли на 19,9 % по сравнению с предыдущими тремя месяцами, а выручка производителей последовательно выросла на 7,4 % и достигла $9,338 млрд, подсчитал аналитики TrendForce.

Источник изображения: skhynix.com

Samsung во II квартале начала сокращать объёмы производства, и в текущем продолжит это делать. Объёмы складских запасов будут снижаться, а на горизонте уже маячит рост цен, который поможет избавиться от хронического дисбаланса спроса и предложения. Но не исключено, что некоторые игроки, столкнувшись с избыточными запасами, продолжат агрессивные продажи в III квартале. Средняя цена продажи (ASP) продуктов на базе флеш-памяти NAND замедлит падение до значения в 5–10 %. Объёмы поставок будут расти, и в III квартале выручка производителей увеличится более чем на 3 %.

Для Micron минувший квартал оказался рекордным — компания продемонстрировала рост на 27,6 % и заработала $1,21 млрд. Это стало возможным благодаря сокращению запасов на рынках ПК и мобильных устройств, а также увеличению средней ёмкости потребительского SSD — Micron удалось поставить рекорд по объёмам поставок в битах памяти за квартал. Большинство игроков отрасли сокращает производство, но в случае американского производителя наблюдается более сбалансированная картина по спросу и предложению.

Источник изображения: trendforce.com

SK Group (SK hynix и Solidigm) и Western Digital сумели выиграть на сокращении запасов SSD и увеличении ёмкости накопителей в бытовой электронике — обе компании нарастили поставки в битах, а с ними и доходы во II квартале. При этом SK Group продемонстрировала поквартальный рост на 26,6 %, а Western Digital — на 5,4 %.

Samsung и Kioxia оказались единственными крупными игроками в отрасли, чьи доходы сократились. Против них сыграл тот факт, что при росте спроса на серверы для систем искусственного интеллекта наибольшее влияние на спрос на флеш-память NAND всё ещё оказывают серверы общего назначения, и в результате доходы от реализации компонентов NAND бум ИИ не затронул. В итоге у Samsung выручка упала на 1 % и составила $2,9 млрд, а у Kioxia — на 1,3 % до $1,83 млрд.

По прогнозам TrendForce, падение цен на флеш-память NAND может остановиться к концу года. Правда для этого производителям придётся пойти на крайние меры. В качестве примера аналитики приводят компанию Samsung, которая с сентября решила резко сократить производство некоторых видов флеш-памяти на 50 %, сообщает TrendForce.

Источник изображения: Samsung

Отмечается, что Samsung сосредоточится на выпуске флеш-памяти NAND с количеством слоёв до 128, минимизировав производство более многослойных микросхем. Другие производители флеш-памяти NAND, вероятно, последуют примеру южнокорейского гиганта в четвёртом квартале этого года. В результате это или остановит падение, или даже приведёт к росту средних цен флэш-памяти NAND на величину до 5 %. Что касается третьего квартала, то эксперты TrendForce прогнозируют падение стоимости NAND на 5–10 %.

Источник изображения: TrendForce

В условиях сокращающейся маржинальности на рынке флеш-памяти NAND, цены на которую почти сравнялись с себестоимостью её производства, поставщикам ничего не остаётся, как значительно сократить её выпуск, в надежде стабилизировать рынок. Производители памяти надеются, что с учётом сокращения производства накопленные у клиентов запасы памяти NAND начнут наконец истощаться, что в конечном итоге приведёт к повышению спроса и росту цен на микросхемы. Однако для продолжения этой динамики в 2024 году решающее значение будет иметь устойчивое сокращение производства с одновременным устойчивым ростом заказов на корпоративные твердотельные накопители.

Хотя сегмент флеш-памяти NAND отличается более гибкой ценовой политикой по сравнению с рынком памяти DRAM, спрос на память NAND в течение всего 2023 года постоянно снижался. Отчасти это связно с тем, что в этом году наблюдается значительный рост спроса на серверы, оптимизированные для ИИ, которые вытесняют системы общего назначения, отмечают в TrendForce.

Издание DigiTimes со ссылкой на Seoul Economic Daily сообщает, что компания Samsung Electronics будет готова со следующего года начать массовое производство трёхмерной флеш-памяти 9-го поколения с архитектурой двойного стека. Для сравнения, в 321-слойных микросхемах 3D NAND компании SK hynix, старт массового производства которых запланирован на первую половину 2025 года, используется архитектура тройного стека.

Источник изображения: Samsung

Чипы Samsung 3D V-NAND 9-го поколения с более чем 300 слоями будeт выпускаться с использованием метода двойного стекирования, который Samsung впервые применила в 2020 году при производстве 176-слойных микросхем 3D NAND 7-го поколения. Метод подразумевает создание одного стека 3D NAND на кремниевой пластине диаметром 300 мм, а затем последующее наслоение второго стека поверх первого. На основе чипов флеш-памяти высокой плотности с более чем 300-ми слоями производители смогут создавать недорогие твердотельные накопители или удешевлять SSD, уже представленные на рынке.

Что касается той же SK hynix, то компания ранее озвучила планы начать производство 321-слойной 3D NAND-памяти в 2025 году, используя архитектуру с тремя стеками. Производство этих микросхем отличается от метода Samsung и подразумевает соединение трёх отдельных наборов слоёв. С одной стороны, производство такой памяти будет требовать больше шагов и потребует больше материалов по сравнению с конкурентом, однако такой подход призван повысить уровень выхода годных чипов, поскольку производить стеки флеш-памяти с меньшим количеством слоёв проще.

Утечки дорожных карт Samsung предполагают, что компания после завершения цикла производства 3D NAND 9-го поколения может воспользоваться методом тройного стека для выпуска 430-слойных микросхем 3D NAND 10-го поколения. Некоторые эксперты в разговоре с изданием Seoul Economic Daily предположили, что производство чипов флеш-памяти 3D NAND с более чем 400 слоями потребует архитектуры тройного стека из-за возможных проблем с процентом выхода годных микросхем. Разумеется, это увеличит объёмы использующегося сырья и другие затраты в расчёте на одну пластину.

В 2022 году Samsung заявила, что рассчитывает выйти на производство 1000-слойных чипов флеш-памяти к 2030 году.

Молодые компании на рынке полупроводниковых компонентов не теряют здоровых амбиций, особенно если они подкрепляются реальными успехами. Южнокорейский разработчик контроллеров для твердотельных накопителей FADU пока занимает не более одного процента мирового рынка, но уже к 2026 году рассчитывает увеличить свою долю в 30 раз до 30 %.

О соответствующих планах так называемого корейского «единорога» рассказывает ресурс Business Korea. Основанная в 2015 году FADU сейчас находится в активной фазе подготовки к выходу на фондовый рынок, поэтому её генеральный директор Ли Чжи Хё (Lee Ji-hyo) во время выступления перед инвесторами пояснил, что через два или три года все центры обработки данных в мире будут в том или ином количестве использовать разрабатываемые FADU контроллеры для твердотельных накопителей серверного класса.

Сейчас на рынке присутствует от 30 до 40 разработчиков, как оценивает ситуацию сам глава FADU, но доля самой компании не превышает одного процента. Уже к 2026 году FADU рассчитывает занять 30 % рынка. По итогам публичного размещения акций, которое намечено на 7 августа, FADU готовится привлечь объём средств, эквивалентный уровню капитализации в $1,18 млрд. В прошлом году компания в рамках сотрудничества с SK hynix поставляла свои контроллеры для SSD компании Meta✴ Platforms.

По мнению руководства FADU, сейчас центры обработки данных по всему миру используют около 50 млн контроллеров для SSD, но в следующие два или три года спрос может удвоиться. Данные прогнозы, что вполне объяснимо, призваны доказать перспективность вложения средств в акции компании, которые вот-вот появятся на южнокорейской фондовой площадке. Ограничиваться разработкой контроллеров для SSD компания не собирается, она интересуется сферой силовой электроники и телекоммуникационных компонентов, а также системами хранения данных на базе новых типов памяти, не говоря уже об ускорителях вычислений.

Kioxia анонсировала чипы флеш-памяти UFS 4.0 нового поколения. Микросхемы будут выпускаться в объёмах на 256 и 512 Гбайт, а также на 1 Тбайт. Поставки образцов микросхем объёмом 256 и 512 Гбайт компания начала уже в этом месяце. Поставки образцов микросхем объёмом 1 Тбайт запланированы на октябрь.

Источник изображения: Kioxia

Компания отмечает, что память UFS 4.0 нового поколения использует компактный формфактор упаковки и предназначена для применения в различных мобильных устройствах, включая флагманские смартфоны. Новые чипы флеш-памяти призваны повысить эффективность использования технологий 5G, увеличить скорость загрузки и сократить время задержки в передаче данных.

В составе корпуса микросхем UFS 4.0, разработанного согласно стандартам JEDEC, компания Kioxia объединила инновационные микросхемы памяти BiCS FLASH 3D, а также контроллер. Новые микросхемы флеш-памяти поддерживают интерфейсы MIPI M-PHY 5.0 и UniPro 2.0, обеспечивающие теоретическую пропускную способность до 23,2 Гбит/с на линию или до 46,4 Гбит/с на одну микросхему. Компания также указывает на обратную совместимость памяти UFS 4.0 с UFS 3.1.

Ключевыми особенностями чипов флеш-памяти UFS 4.0 нового поколения от Kioxia являются увеличенная на 18 % скорость последовательной до 30 % случайной записи, а также до 13 % увеличенная скорость чтения по сравнению с микросхемами флеш-памяти UFS предыдущего поколения. Они поддерживают новую функцию Supports High Speed Link Startup Sequence, которая до 1248 Мбит/с увеличивает скорость соединения между микросхемой флеш-памяти и устройством, в которое она установлена. Чипы UFS 4.0 от Kioxia также обладают поддержкой многокруговой очереди (Multi-Circular Queue) и усовершенствованным интерфейсом RMPB для повышения пропускной способность и защиты данных.

Впервые слухи о намерениях Kioxia и Western Digital объединить активы, связанные с выпуском твердотельной памяти, возникли ещё в 2021 году, но тогда переговоры упёрлись в разногласия по поводу оценки бизнеса каждой из сторон. Возобновившись в этом году, как поясняет Reuters, данные переговоры приближают возможную сделку по созданию серьёзного конкурента для Samsung Electronics.

Источник изображения: Kioxia

Если упоминаемая южнокорейская компания является лидером на мировом рынке флеш-памяти, то Kioxia занимает второе место, а Western Digital довольствуется четвёртым. Объединив активы, две последние компании смогли бы претендовать на треть мирового рынка, что уже сопоставимо с масштабами бизнеса Samsung. Сейчас рынок твердотельной памяти находится в упадке, и консолидация могла бы стать спасением для той же Kioxia, которая с 2018 года строит свой бизнес на фундаменте, заложенном корпорацией Toshiba.

По информации источников, сейчас стороны прорабатывают вариант сделки, который создал бы объединённую компанию с 43 % капитала, принадлежащих Kioxia, и 37 % акций, доставшихся Western Digital Corporation. Оставшиеся акции были бы распределены между прочими акционерами обеих компаний. Сделка неизбежно бы привлекла внимание антимонопольных органов многих стран, включая США и Китай, а потому на пути её реализации могут возникнуть бюрократические препятствия.

Не совсем ясно, как в структуре этой сделки могли бы учитываться интересы Toshiba, поскольку она до сих пор владеет 40,6 % акций Kioxia, и при этом сама собирается пройти приватизацию, продав свои активы за $15 млрд консорциуму японских инвесторов. Что в этом случае стало бы с долей Toshiba в капитале Kioxia, не уточняется. Представители перечисленных компаний комментировать слухи о подготовке сделки между Kioxia и Western Digital не стали.