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.