Toshiba предлагает технологию, которая бесплатно удвоит ёмкость флеш-памяти

На нынешнем саммите по вопросам развития флеш-памяти разработчики и производители не только хвастались наращиванием слоёв в 3D NAND, но также демонстрировали другие возможности для увеличения ёмкости чипов. Это радует. У индустрии есть задел и она будет его планомерно реализовывать.

Особенно слаженно выступил дуэт Toshiba и Western Digital. На днях мы рассказывали, что эти партнёры по бизнесу NAND-флеш предложили на 25 % увеличить ёмкость флеш-памяти за счёт перехода на ячейку с записью пяти битов (NAND PLC). Другим предложением стала ещё более интересная заявка на 100-процентное увеличение ёмкости флеш-массивов без увеличения площади кристаллов и числа слоёв. Расходы на производство не увеличатся или станут немного больше, а ёмкость подпрыгнет в два раза. В чём секрет?

Ответ простой. Для увеличения ёмкости чипа в два раза необходимо каждую словарную линию расщепить на две и, соответственно, физически разделить пополам каждую ячейку памяти в вертикальных каналах 3D NAND. Разделить на две можно как ячейку с плавающим затвором (floating gate, FG), так и ячейку с ловушкой заряда (charge trap, CT). В компании уже проводят эксперименты с подобными структурами и надеются на успешное развитие технологии до уровня коммерческого производства.

Уменьшение физического объёма ячейки предсказуемо уменьшит пространство для электронов (заряда) в каждой из них, что снизит надёжность и устойчивость к износу. Но это можно компенсировать либо усложнением контроллера (коррекцией ошибок), либо за счёт более крупного техпроцесса. В общем, компаниям не впервой решать подобные проблемы. Но мы обратим внимание на один аспект, о котором Toshiba предпочла умолчать ― это вопрос принадлежности разработки.

Технологию физического разделения вертикальных ячеек на две с двумя отдельными словарными линиями и затворами активно разрабатывала, но так и не довела до коммерческого производства тайваньская компания Macronix. Можно представить, что в основе разработок Macronix лежит наследие немецкой компании Qimonda (Infineon). В любом случае, Macronix в судебном порядке заставила Toshiba заплатить ей за нарушение патентов $40 млн. Речь как раз идёт о технологии о раздельной организации ячеек в вертикальных стеках. Кстати, поскольку Macronix достаточно далеко продвинулась в своих изысканиях, появление на рынке этой технологии может произойти в обозримом будущем, а не через много лет.