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第10世代フラッシュメモリー、記憶密度が第8世代比で最大60%増

この記事のポイント

  1. 実現したこと

    第10世代QLC 3Dフラッシュメモリーは、メーカーの試験環境で4.8 Gb/sのNANDインターフェースを実現した。

  2. 実現の仕組み

    CMOS回路とメモリーアレイを別々のウェハーに最適な条件で製造し、高精度に位置合わせして接合する。

  3. 得られた結果

    キオクシアとSandiskによると、332層構造と配置の最適化でビット密度が37 Gb/mm²を超えた。

  4. 従来との違い

    キオクシアとSandiskによると、読み出し・書き込み帯域が第8世代から向上した。

半導体製造装置の中で、縦に積層した3DメモリーアレイとCMOS回路を載せた別々のウェハーが位置合わせされ、接合される様子を示す編集イラスト。
AI生成画像

第10世代のQLC 3Dフラッシュメモリーは、332層構造と配置の最適化で記憶密度を高めた。キオクシアとSandiskによると、第8世代比でビット密度が最大60%増え、37 Gb/mm²を超える。回路とメモリーを別々に製造して接合する構造に、転送速度と電力効率の改良を組み合わせた。

332層と配置の最適化で面積当たりの記憶量を増やす

第10世代QLC 3Dフラッシュメモリーは、332層構造に加え、回路やメモリー領域の配置を定めるフロアプランを最適化した。キオクシアとSandiskは、この組み合わせによって第8世代比で最大60%の高密度化を実現したとしている。面積当たりに保持するビット数は37 Gb/mm²を超える。

回路とメモリーを別々に製造して接合する

高密度化を支える製造構造には、CMOS回路をメモリーアレイへ直接接合するCMOS directly Bonded to Array(CBA)を採用する。回路側とメモリー側を別々のウェハーに、それぞれに最適な条件で製造し、高精度に位置合わせして接合する。キオクシアとSandiskは、この構造が高密度化に加えて性能と製造効率の改善にも寄与するとしている。

4.8 Gb/sのインターフェースと帯域の改善

データ転送には、インターフェース規格のToggle DDR6.0と、コマンド・アドレスを扱うSeparate Command Address(sca)プロトコルを組み合わせる。この構成で4.8 Gb/sのNANDインターフェースを実現した。速度はキオクシアとSandiskの特定の試験環境で得た値で、使用条件によって変わり得る。

転送経路の改良とともに、第10世代は第8世代より読み出し・書き込み帯域も向上したとキオクシアとSandiskは説明している。比較対象は第8世代の3Dフラッシュメモリーであり、4.8 Gb/sという数値はNANDインターフェースの速度を示す。

データ出力時の電力効率も改善

インターフェースには、データ出力時の電力効率を改善するPower-Isolated Low-Tapped Termination(PI-LTT)も採用する。キオクシアとSandiskは、この終端技術によってI/Oのデータ出力転送時の電力効率が向上するとしている。

キオクシアは、QLC技術を組み込んだ第10世代フラッシュメモリー製品の商用化に向けて開発を加速する方針を示した。密度、帯域、転送時の電力効率を改善した技術を製品へ組み込むための開発を進める。