東芝、48層BiCS 3D NANDを発表

東芝は、48層3次元BiCS（ビットコストスケーラブル）積層セル構造フラッシュメモリのサンプル出荷を開始すると発表しました。簡単に言えば、BiCSは東芝独自の3D NANDです。この新しい東芝製フラッシュメモリは、128ギガビット（16GB）のダイに2ビット/セルの容量を搭載しており、これは標準的な2DプレーナーMLC NANDと同じビット/セル数です。

標準的な平面型NAND（2D）が開発上の壁にぶつかっているため、3D NAND構造への移行は避けられません。NANDリソグラフィの微細化に伴い、エラーが増加し始め、耐久性は急激に低下します。現時点では、唯一の解決策は上方向への移動です。現在の2D NANDはセルをチェッカーボードのように平面的に配置していますが、3D NANDはホテルの部屋やフロアのようにセルを垂直に積み重ねます。この新しい垂直構造は、NANDの高密度化に伴う多くの問題を解決します。

東芝の新しいBiCS NANDは、消費電力を削減しながら耐久性と性能を向上させます。複数の企業が3D NANDを市場に投入しており、それぞれ独自の設計を採用することで、より多くのトランジスタをより小さなスペースに詰め込むことで長期的にコストを削減し、より安価な製品を生み出すことができます。

NANDを実際に発明した東芝は、サンディスクと提携し、合弁会社Flash Forward Ltdを通じてNAND製品を製造しています。BiCSは長年開発を進めており、開発は2007年6月に発表されました。東芝はBiCSの量産化に向けて最適化に多大な時間を費やしており、平面型製品とコスト競争力（つまり収益性）が確保されるまではBiCSを市場に投入しないと明言しています。

Samsungは3D V-NANDを市場に初めて投入し、既にSSD完成品を出荷しています。Samsungはすでに2世代のV-NANDを開発しており、最初の24層設計は128ギガビットダイを搭載し、第2世代の32層設計は86ギガビットダイを搭載しています。多くの業界アナリストは、Samsungが現世代のV-NAND製品から最高の収益、つまり利益を上げていない可能性が高いと指摘していますが、これはあくまで憶測の域を出ません。

SamsungはNAND市場では単独進出を果たしていますが、強力なタッグチームと競合しています。Intel/Micron IMFT（Intel-Micron Flash Technologies）パートナーシップは3D NAND製品を展開しており、現在、密度の面で優位に立っています。IMFT製品の詳細についてはほとんど明らかにされていませんが、MLCバージョンは32層構造で、256Gビット（32GB）という驚異的な容量を誇ります。IMFTは、384Gビット（48GB）という驚異的なダイ密度を誇る3D TLC製品も提供する予定です。Intelは投資家向け説明会で、2015年後半に出荷を開始すると発表しました。

SK Hynixはワイルドカードです。最新の情報によると、同社は「DC-SF」と呼ばれる垂直フローティングゲート構造を開発中とのことです。他社が電荷トラップ型に移行している中、この独自の設計ではフローティングゲートを引き続き活用します。SK Hynixは2016年に生産開始を計画しています。

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BiCSリソグラフィについては言及されておらず、IMFTもSamsungもそれぞれの3D NAND製品についてこの情報を公開していません。すべての3D NAND製品は緩和リソグラフィを採用しており、Samsung V-NANDは3x nm（30～39 nm）になるとの憶測もありますが、製品が成熟し世代が進むにつれて、メーカーはリソグラフィを微細化し、セルをより高密度に積層していくでしょう。東芝は42層設計で積層技術をリードしており、将来的には3ビット/セル（TLC）のBiCSを発表すると予想されます。