インテルとマイクロンは昨日、「インテルとマイクロン - 強力なパートナーシップ」と題した共同ウェブキャストを開催し、3D NANDテクノロジーの提供開始を発表しました。一見すると、これはよくある製品発表のように見えます。しかし、私のように株式や業界アナリストのRSSフィードを頻繁にフォローしている人にとっては、この発表は両社間の緊張関係を巡る世間の憶測に対する明確な回答と言えるでしょう。
3D NANDの技術的成果は驚異的ですが、その全体像も同様に興味深いものです。MicronとIntelはそれぞれ2つの別々の場所に担当者を派遣しました。1つはMicronの本拠地であるアイダホ州ボイジー、もう1つはIntelの本拠地であるカリフォルニア州サンタクララでした。このイベントは両社の結束を明確に示すものであり、アナリストや業界ウォッチャーの間でこの話題に関する記事が殺到する中で、憶測の渦中にあったこの憶測を鎮める意図があったことは明らかです。
まずは、昨年11月に開催されたインテル投資家向け説明会のスライドをご覧ください。このインテル限定イベントは、3D NANDの発表が初めて行われた場所で、インテルがデータセンター向けフラッシュ製品における圧倒的な市場リードを誇示していたことが分かります。他の市場リーダー企業であるMicronは、明らかに欠席していました。インテルがMicronを除外したのは、主要パートナー企業よりも優位に立つ姿勢を見せることを避けるためだったと思われますが、Micronの除外は、両社が共有する「フレネミー（友敵）」の関係性を浮き彫りにしています。
インテルとマイクロンはIMFT（インテル - マイクロン・フラッシュ・テクノロジーズ）パートナーシップを通じて協力し、過去10年間でNAND市場のダイナミクスを変革してきました。2005年にサードパーティの顧客にNANDを販売するというシンプルなミッションから始まったこの市場は、NANDファブが自社製品の製造を目指す洗練された市場へと進化しました。
SSD、特にエンタープライズSSDなどの最終製品を製造することは、単に大量のNANDを販売し、他社がSSDに組み込んで自社製品として販売するよりもはるかに高い利益率をもたらします。実際、IntelとMicronは自社デバイスの生産を拡大し続けているため、オープンマーケットに販売するNANDの割合は減少しています。
結局のところ、自社の競争を煽るのは賢明ではありません。しかし、インテルとマイクロンはIMFTとの提携による避けられない副作用として、まさにそれを行っています。両社はNANDを共同生産しながらも、互いの完成品で競合しているのです。
インテルの投資家向け説明会で真に問題となったのは、3D NANDに関するメッセージでした。インテルは興奮のあまり、この製品のコストを「破壊的」なものだと表現し始めました。その後数ヶ月にわたり、マイクロンの経営陣はインテルのメッセージとは相容れない、より慎重なコスト見通しを提示し、アナリストの間で新たな憶測が飛び交いました。IMFT 3D NANDはインテルとマイクロンにとって同じ製品であり、アナリストはどちらのタイムラインとコスト／効率見通しが正しいのかを知りたがっています。
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Intel は単独で進むのか?
昨年の投資家向け説明会の質疑応答で、インテルは自社工場で3D NANDを生産できると発表しました。この発表は多くのアナリストの耳目を集めました。インテルが自社でNANDを生産することは、IMFTとの関係における既存の規範から大きく逸脱することになるからです。脚本が練られたイベントや、発言が過度に精査される世界では、うっかり口に出したり宣言したりしてしまうことは稀です。インテルの宣言は、虚勢の表れとも独立の表れとも受け取られましたが、IMFT界における緊張の兆しだと感じる人もいました。
このグラフは、昨日のプレゼンテーションで、過去10年間のIMFT連携の進捗状況を示すために示されました。実際には、このグラフこそが、この矛盾したメッセージの真の原因を説明していると言えるでしょう。過去10年間のIMFT技術の進歩は詳細に示されていますが、16nm NANDが欠落しているのは、Intelが16nm製造への投資を断念し、20nmから3D NANDへと移行したためです。この移行には、将来の3D NAND製造に使用できない16nm装置への投資を躊躇するなど、いくつかの理由が考えられます。
インテルのこの戦略的動きは、3D NANDへの同社の絶大な信頼を示すものですが、16nm製造の独占権はMicron社に残されます。また、同社は3D生産スケジュールが期待通りに進んでいることを非常に重視しています。
Micronは16nm NAND製品を非常に誇りに思っており、それは当然のことです。同社は過去数年間、この製品に多大な時間と資金を費やしてきました。プレゼンテーションの中で、Intelは3D NANDが既にIMFT NANDとコスト競争力を持っていると発表しました。これは事実です。3D NANDはIMFT 20nmとコスト競争力がある可能性が高いでしょう。しかし、Micronの16nmのコストと利益率に匹敵することはほぼ間違いないでしょう。最終的には、3D NANDが16nmよりも効率的なプロセスになることは間違いありませんが、それには時間がかかり、場合によっては第2世代製品への移行が必要になるでしょう。
最終的な影響は？インテルは老朽化した20nmプロセスを抱えることになり、新製品開発の足かせとなる可能性があります。3D NANDの生産スケジュールに支障が出たり、歩留まりが悪化したりすれば、流動的な市場における競争力に悪影響を与える可能性があります。インテルはIMFTを通じて20nmプロセスに強い関心を持っていますが、どうやらその需要を満たすだけの供給枠が確保できていないようです。インテルはすでに一部製品でSK Hynix製の20nm NANDを調達せざるを得なくなっており、これがインテルの利益率を間違いなく圧迫しています。3D NANDへの移行がうまくいけば心配する必要はありませんが、多少の不安があるのも無理はありません。
対照的に、マイクロンは16nmへの投資の成果を享受している。当面は16nmが3D NANDよりも高い利益を生み出すと予想され、マイクロンは十分な利益を保有しているため、余裕をもって事業を展開できる。
マイクロン社も3D NANDの迅速な展開に投資しており、需要に対応するためシンガポール工場を225,000平方フィート拡張しています。ユタ州リーハイにあるIMFT工場でも3D NANDを生産する予定です。IMFTは、MLCおよびTLC 3D NANDの両方を2015年後半に量産開始し、完成品は2016年に出荷される予定です。
こうした進展を背景に、フラッシュストレージの世界は猛スピードで動き始めています。サムスンは3D V-NANDでリードを拡大し続けており、東芝をはじめとする他のメーカーも新しい3D NANDアーキテクチャの市場投入に近づいています。「東芝が48層BiCS 3D NANDを発表」の記事では、3D NAND市場全体の進捗状況を分析しています。
そして今、IMFT 3D NAND
昨日のプレゼンテーションのスライドにある「破壊的」という言葉に気づきましたか？IMFTの3D NANDは破壊的であり、32層構造で、MLCで256Gb（32GB）、TLCで384Gb（48GB）のダイ密度を誇ります。IMFTの競合他社はすべて128Gbまたは86Gbのダイを使用しているため、純粋なダイ密度の観点ではIMFTがリードしています。
Intelは、16個のダイを1つのパッケージに積み重ねることができると発表しました。これにより、512GBのMLCパッケージ、あるいは驚異の784GBのTLCパッケージが実現し、ストレージのあらゆる側面において高密度化を実現します。これらの小型チップは、モバイルフォンやモバイルデバイスにおいて驚異的な高密度化を実現し、3.5TBのスリムなM.2 SSDや、10TBの2.5インチSSDの実現を可能にします。
3D NAND設計は、平面型（2D）NANDに固有のスケーリング問題に対処します。平面型NANDは世代を重ねるごとにサイズが縮小し、セルあたりの電子保持能力が低下します。これはパフォーマンスとエラー率に直接影響を及ぼします。最終的には、これらのエラーに対処するためのオーバーヘッドと、耐久性の低下を補うための過剰なプロビジョニングの必要性が、耐え難い状況を生み出します。3D NANDはリソグラフィの要件を緩和し、セルあたりの電子数を50nmデバイスと同等にすることができます。
IMFTは、3D NANDにフローティングゲート設計に関する豊富な経験を活用しており、これによりムーアの法則が今後数世代の製品にわたって適用可能になると示唆しています。Samsungや東芝/SanDiskといった競合他社は、フローティングゲートではなくチャージトラップ方式に移行しています。これらの競合するアプローチを十分に網羅するには、より詳細な比較が必要になりますが、勝者はコスト効率、拡張性、耐久性、そして性能によって決まると言えるでしょう。最終製品の出荷が始まるまでは、これらの点を部分的にでも判断することは不可能でしょう。
将来、IMFTはリソグラフィを縮小するか、層を増やすか、あるいはその両方を同時に行うことで、高密度化を図ることができます。Intelは3D NANDリソグラフィの詳細を公表していませんが、グラフから、将来の世代でも同等の電気的特性を維持できると予想していることが分かります。これは、IMFTが比較的安易なアプローチを採用し、将来の高密度化に向けて層を積み重ねていくことを示唆しているのかもしれません。
初期製品の耐久性評価が限定的であるとする他の報告について、追加のコメントと説明を求めました。Micron社は、IMFTは具体的な耐久性指標を公式に発表していないものの、MLC 3D NANDソリューションは平面型20nm NANDの耐久性と同等かそれを上回ると回答しました。
新しいアーキテクチャは4プレーン設計を採用しており、平面型NANDで使用されている2プレーン設計と比較して、同時にアドレス可能なバイト数が2倍になっています。ダイ容量の増加により、最終製品におけるダイ/パッケージ数は必然的に減少するため、これはパフォーマンス維持に極めて重要です。IMFTはまた、このNANDが高速4K読み取りモード、高度なシングルパスMLCプログラミング、そしてONFI 4インターフェースをサポートしていることも明らかにしました。製品が市場に近づくにつれて、より詳細な情報が明らかになることを期待しています。
IMFT陣営におけるあらゆる緊張は、それが現実のものであれ想像上のものであれ、両社が極めて複雑ながらも互恵的な関係を築こうと努力した結果である可能性が高い。過去10年間、IMFTの技術と製品はデータストレージ、そしてそれに伴う私たちの生活に真の革命をもたらしてきた。手に持つスマートフォンから膝の上のノートパソコン、そしてそれらすべてを支える遠隔地のデータセンターまで、NANDは私たちの生活に日々密着している。驚くべきことに、この革新的な製品はストレージ市場全体のわずか4%にしか浸透していない。しかし、IMFTは2018年までにこれを7%以上に拡大したいと考えている。IMFTが将来、成功という共通のビジョンを実現できることを期待したい。
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ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。
