Прогнози аналітиків, що флеш-пам’ять найближчими роками наблизиться, а потім випередить звичні механічні жорсткі диски за обсягом, можуть не виправдатися. Технології виробництва флеш-пам’яті натрапили на суттєву проблему, яку фахівці поки не знають, як вирішувати.

Флеш-пам’ять

Флеш-пам’ять NAND вже натрапляла на технологічні перешкоди – виникла проблема мініатюризації однієї комірки. Вендори знайшли рішення в тому, щоб стикувати шари флеш-пам’яті один над одним, такий тип називається 3D NAND. Завдяки цьому без подальшого зменшення комірок можна було нарощувати обсяг мікросхем флеш.

Сьогодні всі головні розробники на ринку освоїли або підійшли до масового виробництва 64-шарових чіпів 3D NAND. На черзі випуск 96-шарових мікросхем. Однак виявилося, що подальше збільшення кількості шарів має непереборні перешкоди.

Генеральний директор компанії BeSang Inc Чи Сан-юн, яка займається розробкою чіпів 3D NAND, каже, що він дуже здивується, якщо хтось зможе налагодити випуск багатошарової 3D NAND обсягом 4 Тбіт. Наприклад, компанія Samsung в наступному році пообіцяла почати виробництво чіпів на 1 Тбіт із застосуванням 3D NAND. Деталі мікросхем невідомі, але це можуть бути 96-шарові мікросхеми із записом 4 біт в кожну комірку (пам’ять типу QLC).

Для виробництва чіпа на 4 Тбіт без збільшення його площі потрібні 512 шарів. Якщо не з’явиться технологічного прориву, на обробку однієї пластини з 512-шаровою 3D NAND потрібно близько одного року (від 43 до 53 тижнів). У цьому ланцюжку на виготовлення керівної частини чіпа йде близько 5 тижнів і ще 8 разів по 5-6 тижнів на виготовлення 64 шарів. Тобто виробництво 512-шарових кристалів виявляється настільки довгим, що воно вже не буде економічно вигідним.

Якщо на обробку кожної пластини на 4 Тбіт знадобиться рік, на обробку пластини з 16 Тбіт чіпами піде близько чотирьох років, адже вони матимуть 2 048 шарів. Саме тому експерти вважають, що розвиток флеш-пам’яті може скоро зупинитися.

Горизонтальне масштабування 3D NAND (збільшення площі чіпів) також не принесе значного покращення. З’являться два негативних фактори: по-перше, усе більше місця втрачатиметься на отворах для вертикальних міжшарових з’єднань. По-друге, збільшення площі веде до експоненціального зростання рівня браку.