На саммите Flash Memory Summit (FMS) 2023 компания SK hynix первой в индустрии показала образец флеш-памяти с более чем 300 слоями. Так будет выглядеть будущее, когда интеллектуальные помощники станут вездесущими. Компания ещё не до конца завершила разработку новой и намного более плотной памяти, но обещает сделать это в течение следующего года, чтобы начать выпуск новинки в первой половине 2025 года.

Источник изображения: SK Hynix

Чипы 321-слойной флеш-памяти опираются на трёхбитовые ячейки памяти (TLC). Ёмкость одной микросхемы будет составлять 1 Тбит. Современная 238-слойная 3D NAND компании обладает вдвое меньшей ёмкостью — 512 Гбит. Переход от производства 238-слойной памяти к выпуску 321-слойной в пересчете на биты увеличит выход ёмкости с каждой кремниевой пластины на 59 %.

Первый доклад специалистов SK hynix о разработке 300-слойной памяти состоялся в марте этого года на конференции ISSCC 2023. Из представленных тогда документов следует, что 300-слойные микросхемы SK Hynix получат также улучшенную архитектуру, что неизбежно идёт за наращиванием числа слоёв и увеличением числа соединений, а также несколько видоизменённые сигналы управления и программирования. В своей совокупности это позволит увеличить пропускную способность памяти 3D NAND с 164 Мбайт/с до 194 Мбайт/с. Также возрастёт энергоэффективность решений за счёт более высокой плотности записи.

Наконец, компания призналась, что параллельно с разработкой 300-слойной памяти начала проработку интерфейсов следующего поколения, а именно PCIe 6.0 и UFS 5.0. Последний, как нетрудно догадаться, будет также использоваться для накопителей на 300-слойных микросхемах и не только. Чуть больше подробностей по 300-слойным флеш-чипам SK Hynix можно прочесть в архиве наших новостей за март.

На очередном годовом саммите по флеш-памяти, который традиционно проходит в августе, компания NEO Semiconductor, разработчик технологий для производства флеш-памяти 3D NAND и оперативной памяти 3D DRAM, представит фирменные технологии во всём объёме. Глава компании лично выступит перед элитой производителей флеш-памяти, надеясь убедить их в назревших революционных изменениях.

Источник изображений: NEO Semiconductor

Американская компания NEO Semiconductor представила фирменную архитектуру и технологию производства многослойной флеш-памяти в 2020 году и аналогичную архитектуру для выпуска многослойной оперативной памяти DRAM в мае этого года. Компания имеет все необходимые патенты и технологии для организации массового выпуска чипов флеш-памяти и DRAM по её лицензии. Но у неё до сих пор нет клиентов и активное участие в работе Flash Memory Summit 2023 должно стать прорывом. У компании на мероприятии будет отдельный стенд и запланированы выступления перед аудиторией.

«Я с нетерпением жду возможности представить на Flash Memory Summit 2023 наши новые революционные архитектуры, которые создадут беспрецедентную ценность для полупроводниковых компаний, производящих продукты памяти, облачных провайдеров и корпоративных компаний, внедряющих решения для хранения данных, — сказал Энди Хсу (Andy Hsu), основатель и генеральный директор NEO Semiconductor и выдающийся изобретатель технологий, имеющий более 120 американских патентов. — Для преодоления проблем масштабирования срочно требуется новая структура DRAM, использующая 3D-дизайн. 3D X-DRAM — это высокоскоростное, высокоплотное, недорогое решение с низким уровнем брака, которое позволит создать новое поколение приложений и услуг будущего».

Многослойной памятью 3D NAND сегодня никого не удивишь. Наоборот, найти сегодня твердотельный накопитель с планарной флеш-памятью — это настоящее испытание. Но производители оперативной памяти не спешат с переходом на 3D. Поэтому на «флеш-саммите» NEO Semiconductor будет бить в 3D DRAM, явно выходя за рамки мероприятия.

Компания пока не раскрывает подробностей архитектуры многослойной оперативной памяти, говоря лишь об отказе от конденсаторов в ячейках и о переходе на технологию плавающего заряда FBC (floating body cell). Вероятно саммит внесёт больше ясности в этот вопрос. Но с чем точно не поспоришь, что планарная DRAM почти исчерпала варианты для наращивания плотности на единицу площади кристалла. В то же время приложения ИИ требуют кратного увеличения объёмов оперативной памяти и если мы не хотим, чтобы АЭС росли как грибы после дождя (а по другому сегодня мощнейшие центры по обработке данных питать нечем), то плотность чипов DRAM необходимо быстро увеличивать, что также сопровождается снижением потребления на единицу хранения данных.

Чтобы совсем не скатиться в тему оперативной памяти на саммите, представители NEO Semiconductor расскажут о преимуществах своей «многоэтажной» архитектуры для таких перспективных заменителей флеш-конструкций, как 3D NOR, 3D Ferroelectric RAM (FFRAM), 3D Resistive RAM (RRAM), 3D Magnetoresistive RAM (MRAM) и 3D Phase Change Memory (PCM). В любом случае, будет интересно.

Рынок флеш-памяти пока не достиг равновесия, поскольку предложение значительно превышает спрос, а цены закономерно падают. В этой ситуации готовность китайской компании YMTC повышать цены на свою продукцию типа 3D NAND выглядит странной, но если учесть все нюансы, то мотивы занимающего 5 % мирового рынка производителя можно понять.

Источник изображения: YMTC

Внутренний рынок Китая, по данным DigiTimes, поглощает до 20 % всей выпускаемой в мире памяти. Санкционное давление до сих пор играло на руку YMTC. Требования властей США прекратить поставки Китай оборудования, позволяющего выпускать микросхемы 3D NAND с количеством слоёв более 128 штук, которые вступили в силу в октябре прошлого года, пока не распространяются на деятельность Samsung и SK hynix на территории Китая, но если это случится, то конкурентов у YMTC на домашнем рынке станет меньше. Тем более, что и китайские власти запретили использовать память производства Micron Technology на объектах критически важной инфраструктуры, а это так или иначе тоже освобождает внутренний рынок КНР для YMTC.

В мае компания уже повысила, по данным источника, стоимость 128-слойных микросхем памяти объёмом 512 Гбайт с $1,4 до $1,5 за штуку, теперь цена готова вырасти до $1,6, и для периода снижения цен на мировом рынке данный вектор совсем не типичен. Конечно, санкции США призваны ухудшить положение YMTC за счёт ограничения доступа к технологическому оборудованию и расходным материалам, но против этих враждебных действий работают сразу два фактора. Во-первых, правительственные структуры помогают YMTC бороться с последствиями санкций. Во-вторых, компания успела накопить запасов оборудования и материалов на три года непрерывного производства 128-слойных микросхем типа 3D NAND.

Китайские власти заодно принуждают местные организации и компании переходить на использование отечественных комплектующих, поэтому проблем со спросом на продукцию у YMTC в обозримой перспективе не ожидается — что и позволяет ей сейчас повышать цены на свою флеш-память.

По условиям сделки между Intel и SK hynix, которая была заключена в 2020 году, корейская сторона должна выплатить американской компании $2 млрд до марта 2025 года, а также взять под полное оперативное управление предприятие в китайском Даляне, на котором производится флеш-память 3D NAND. Вопреки слухам, SK hynix не намерена продавать предприятие даже в сложившихся непростых условиях.

Источник изображения: SK hynix

В четвёртом квартале прошлого и первом квартале этого года выручка SK hynix на китайском рынке сократилась почти на 60 %, но регион продолжает оставаться для компании важнейшим рынком сбыта, формируя до 30 % общей выручки. Унаследованное от Intel предприятие SK hynix в Даляне сейчас способно выпускать память типа 3D NAND с 96 и 144 слоями, и последний тип продукции формально попадает под экспортные ограничения США, введённые в октябре прошлого года. SK hynix удалось договориться с американскими чиновниками о сохранении своей деятельности на территории Китая без изменений, но перспективы развития локального бизнеса на фоне общего кризиса на рынке памяти вызывают серьёзную обеспокоенность у отраслевых экспертов.

Предприятие в Даляне обеспечивает до 30 % объёмов выпуска памяти типа 3D NAND марки SK hynix, а предприятие в Уси отвечает за половину всего объёма производства памяти типа DRAM. Есть у корейского производителя и предприятие по упаковке микросхем памяти в Чунцине, поэтому от Китая он зависит не только с точки зрения сбыта своей продукции. На предприятии в Уси оперативная память производится по технологии 10-нм класса, и тоже может попадать под действие экспортных ограничений США, если они вступят в силу.

По слухам, сложное финансовое положение подталкивает SK hynix к распродаже непрофильных активов, но расставаться с предприятием в Даляне она не собирается даже в таких непростых условиях. Прежде всего, представители компании в интервью Business Korea опровергли слухи о готовящейся продаже предприятия. С мая прошлого года компания ведёт в Даляне строительство нового предприятия по выпуску памяти, и сейчас собирается приступить к оснащению готового корпуса технологическим оборудованием, пусть и с оглядкой на наличие доступных для этого инвестиционных ресурсов.

Основанная менее семи лет назад китайская компания YMTC в своём технологическом развитии начала приближаться к мировым лидерам в сфере производства памяти типа 3D NAND, но с прошлого года её начали ограничивать в закупках зарубежного оборудования новые санкции США. Теперь представители YMTC жалуются, что полученное от поставщиков оборудование буквально некуда девать, и его было бы неплохо сдать обратно.

Источник изображения: YMTC

Соответствующие заявления прозвучали из уст генерального директора YMTC Ченя Наньсяна (Chen Nanxiang) на отраслевом мероприятии в Шанхае, как отмечает Bloomberg в сегодняшней публикации. Он буквально заявил следующее: «Поставщики оборудования должны выкупить его обратно вместе с компонентами, которые мы приобретали на законных основаниях, если мы не сможем их использовать». Подобные опасения возникают у руководителя компании из-за наложенных на YMTC санкционных ограничений США. Зарубежному оборудованию требуется программное обеспечение, и если санкции не позволяют его эксплуатировать, то всё оборудование становится мёртвым грузом. Более того, уже эксплуатируемое оборудование нужно обеспечивать расходными материалами и запасными частями, а закупать их YMTC больше не может. Со стороны поставщиков было бы справедливым решением выкупить оборудование, которым компания не может пользоваться в условиях санкций, как считает руководство.

Санкции США против КНР в целом, как добавил Чень Наньсян, причиняют существенный вред глобальным цепочкам поставок. По его словам, стремление отдельных государств укрепить «национальный технологический суверенитет» лишь приведёт к появлению избыточных производственных мощностей, и подобная разрозненная по географическому принципу полупроводниковая промышленность не сможет состязаться по своей эффективности с глобальной и прозрачной с точки зрения границ. Без глобализации на прежние темпы роста отрасли можно не рассчитывать, как резюмировал глава YMTC, а потому достижение оборота в $1 трлн к 2030 году становится сомнительной целью.

«Правительство слишком сильно вмешивается, в процесс вклинивается слишком много политики», — дипломатично выразил своё недовольство глава YMTC. Он добавил, что цикличность развития отрасли формирует свои вызовы, но самую высокую степень неопределённости добавляет именно разрушение глобальных цепочек поставок.