【福田昭のセミコン業界最前線】 3D NANDが128TBの超大容量SSDを実現へ
NANDフラッシュ、開発の視点はチップからソフトへ
3D NANDフラッシュが主役 NAND型フラッシュメモリ分野では、ベンダー各社が試行錯誤しながら、新しいソフトウェアを使って新しいフォームファクタの新チップを提供している。これらの新しいNANDフラッシュは、何に利用すべきかを想定できないほど動作速度が向上している。 これは、2017年8月7～9日に米国カリフォルニア州サンタクララで開催された「Flash Memory Summit」の感想だ。同イベントの展示会場では、初日早朝に小規模な火災が発生。スプリンクラーが作動して展示フロアが水浸しになったため、展示会の開催は中止された。あるレポーターは、台湾のInnodiskのブースで延長コードの欠陥が原因となってコンピュータラックが溶けた写真を公開したが、けが人はなかった模様だ。 だが、このイベントの注目株が3D（3次元） NANDフラッシュであることは、デモを見るまでもなく明らかだった。Sa
北森瓦版 - 東芝とWesternDigital 64層QLC BiCS Flashを発表
Toshiba and Western Digital announce QLC and 96-Layer BiCS Flash（PC Perspective） 世界初、QLC技術を用いた3次元フラッシュメモリ「BiCS FLASH(TM)」の開発について（東芝） 96層積層プロセスを用いた第4世代3次元フラッシュメモリ「BiCS FLASH(TM)」の開発について（東芝） Western Digital Announces Industry’s First 96-Layer 3D NAND Technology（Westerin Digital） 東芝とWestern DigitaがBiCS Flashに関する発表を行った。まず東芝であるが現行世代のBiCS3 technologyを用いた64層QLC Flashを発表した。 次にWestern Digitalが新世代のBiCS4と呼ばれ
Samsungに2D NAND再注力の兆し、3Dは難しい？
平面（2D）での微細化が進んできたNANDフラッシュメモリー。最近では微細化に限界があるとして、NANDを積層して（上方向に積み上げて）面積当たりの容量を増やす「3D NAND」に移行しようとする動きが活発化していました。 ところがそんな状況に変化が出ています。業界で先駆けて3D NANDの開発・製造に取り組んできた韓国Samsung Electronics社が、従来の2D NANDへの回帰の動きを見せているのです。 Samsungが2D注力を宣言 例えば、2016年2月に開催された半導体の国際会議「ISSCC 2016」では、14nmで作った2D NANDの試作品を発表しました（関連記事）。その後、顧客向け説明会で、10nm世代（1znm）の2D NANDへの注力を宣言しました注1）。 もちろんSamsung社にとっても、現状は2D NANDが主力です。量産は16nmの製造プロセスで行い
3D NANDフラッシュの競争は激化へ
3D NANDフラッシュの競争は激化へ：Micronが「ISSCC 2016」で768Gビット品を発表（1/3 ページ） Micron Technologyは「ISSCC 2016」で、3ビット／セルのフローティングゲート方式を適用した、768Gビットの3次元（3D）NAND型フラッシュメモリを発表した。読み出し速度は、800Mバイト／秒だという。3D NANDフラッシュの競争が激化することが予想される。 Micron Technologyは、NAND型フラッシュメモリの画期的な設計技術に関する論文を発表した。不揮発性メモリ市場でのリーダーシップを発揮するSamsung Electronicsが採用する3次元（3D）垂直構造のNANDフラッシュ技術の対抗馬となる技術だという。MicronとSamsungはそれぞれ、米国サンフランシスコで開催された「ISSCC 2016」（2016年1月31
「東芝が3D NANDで出遅れ」は本当か
HDDやフラッシュメモリー、SSDといったストレージは、今や電子機器に不可欠なデバイスです。それだけに、ストレージ業界に身を置く、筆者のような“業界人”だけでなく、それらを利用するユーザーも、同業界の動向に強い関心を持っています。ストレージは、自分たちが開発する機器やサービスのよし悪しやコストに大きな影響を与えるからです。 私は、これまで約30年IT業界に、その中でここ5年ほどはストレージ業界に身を投じてきました。そんな中、3年ほど前から、HDDやSSDに関するコンサルティングを実施してきました。そのため、ストレージのユーザーとなるさまざまなお客さんとお付き合いがあったのですが、我々が常識だと思っていたことをご存じなかったり、誤解していたりするケースが意外と多く、日々勉強になっています。中でも、HDDとSSDをどう使い分ければいいのか、トラブルに巻き込まれたらどうするべきなのか、そんなご相
【フラッシュメモリー】長期間の放置でデータが消える
図1 SSD、USBメモリー、SDメモリーカード、スマートフォンなど、フラッシュメモリーは幅広い機器で使われている。半導体のチップにデータを記録する 特徴は、データの読み書きが十分に高速で、小型ながら大容量であること。データを記録するチップと、その他の基板や端子の組み合わせでできており、ハードディスクのように機械的な駆動部品がないので、落下などによる衝撃にも強い。 そんな利便性の高さが評価されて急速に普及しているフラッシュメモリーだが、使う上で必ず知っておくべきことがある。「フラッシュメモリーを長期間放置すると、データが消えてしまう」ということだ。 なぜ記録したはずのデータが消えてしまうという怖い現象が起きるのか。その謎を解明するために、その動作原理を見ていこう。 次のページ セル内の電子が漏れる この記事は会員登録で続きをご覧いただけます
NANDフラッシュの基本動作（後編）
前編に引き続き、NANDフラッシュメモリの中身を解説する。今回は、NANDフラッシュメモリに特徴的なMLC（Multi-Level Cell）方式、TLC（Triple-Level Cell）方式といった多値記憶技術の他、書き換え回数やデータ保持期間などを説明する。 多値記憶技術とNANDフラッシュ NANDフラッシュメモリの特徴に、「多値記憶技術」の導入がある。多値記憶とは、1個のメモリセルに3値以上の値を記憶する技術を意味する。通常のメモリセル（多値記憶ではないセル）は2値、つまり1ビットのデータを記憶する。 NANDフラッシュメモリの場合、多値記憶は1個のセルトランジスタに3通りのしきい電圧をプログラムする技術として開発が始まった。消去動作によるしきい電圧と合わせると、4通りのしきい電圧が存在する。すなわち1個のメモリセルに2ビットの値を記憶させることになる。 半導体メモリの世界では
NANDフラッシュの基本動作（前編）
SSDを知るには、その記憶媒体として採用されているNANDフラッシュメモリを理解することも重要だ。今回は、NANDフラッシュメモリの基本動作を詳しく説明する。 記憶の基本単位「メモリセル」 SSD（Solid State Drive）やUSBメモリなどのストレージは、記憶媒体にNANDフラッシュメモリを採用している。このNANDフラッシュメモリは半導体メモリの一種で、不揮発性（電源を切ってもデータが消えない性質）と低コスト（記憶容量当たりの単価が半導体メモリの中で最も低い）を特長とする。 NANDフラッシュメモリの動作は独特で、磁気記録はもちろんのこと、それまで使われていた半導体メモリ（DRAMやSRAMなど）とも違っていた。本稿ではその基本原理を解説したい。 フラッシュメモリに限らず、半導体メモリは「メモリセル」と呼ばれる1ビット（注：2ビット以上のこともある）の記憶領域を基本単位として
半導体プロセスまるわかり 微細化の限界にあるNANDフラッシュ (1/3)
DRAMにも増して容量増加の要求が高く、これに向けてDRAMよりもさらに微細化を進めることになった。 微細化だけでは足りないので多値化もやった。 それでも足りずに3Dに向けてすでに量産に入った。 さて、フラッシュメモリーの構造も説明してなかったので、まずはここから始めたい。フラッシュメモリーと一口に言っても、大別してNOR型とNAND型がある。実はどちらも発明者は一緒で、東芝の元社員、舛岡富士雄氏によるものだ。 最初に発明されたのがNOR型で、次いでNAND型が発明された。もっともNOR型とNAND型は、基本的な記憶素子の構造は同一で、配線が異なるのみである。もっともその配線の違いにより以下の違いがある。
NANDフラッシュメモリー
図1●Flash Memory Summit 2013においてSamsung社が発表した、3次元NANDフラッシュメモリー「V-NAND」のチップ写真とメモリーセル断面写真 スマートフォンやタブレット端末などのモバイル機器の記憶媒体を一手に担い、サーバー機などでもHDDから主役の座を奪いつつある半導体デバイス。それがNANDフラッシュメモリーである。このデバイスは今、技術進化の大転換期を迎えている。過去20年以上にわたり大容量化と低コスト化を牽引してきた微細化技術に、いよいよ限界が迫っているのだ。NANDフラッシュメモリーは、論理LSIやDRAMなどを含むあらゆる半導体の中で、最も微細化が進んでいる。その結果、いち早く微細化の限界に直面しているというわけである。 従来のNANDフラッシュメモリーは、電子を蓄積するメモリーセルの寸法を平面（2次元）方向に縮小する方法で、大容量化と低コスト化を
最近の民生用メモリカード、USBメモリの寿命が非常に短くなっています。
非常に安価で大容量のUSBメモリ、SDカード、CFカードが急速に普及しています。 これは内蔵しているFlashメモリタイプをMLCタイプ（寿命5～10年）からTLCタイプ（寿命1～2年）に変更したためです。 メモリの安価・大容量化の代償として、寿命や書込み回数が大幅に減っています。 Flashメモリの技術革新の状況をご理解の上、メモリカードをご使用下さい。 一度、セットすると5年、10年と使用する産業用途で、民生品のメモリカードを使用しますと数年後、メモリカードを認識できない（VoiceNavi製品の場合、再生できない）状況になる場合があります。 長期使用、信頼性を要求する用途では、必ず、工業用メモリカードをご使用願います。
TLCとは 【 MLC-3 】 【 Triple Level Cell 】 - 意味/解説/説明/定義 ： IT用語辞典
フラッシュメモリの記憶素子は蓄積された電荷の有無や量の違いにより記録された値を区別する。このうち、電荷の有無の2つの状態をそれぞれ0と1に対応付けて1ビットのデータを格納できるものをSLC（Single Level Cell：シングルレベルセル）、電荷量に応じて3つ以上の状態を識別し、3値以上でデータを記録できるものをMLC（Multiple Level Cell：マルチレベルセル）という。 TLCはMLCのうち、8段階の電荷量を区別することにより一つのセルに3ビットのデータを記録することができる。セルあたりのデータ量がSLCの3倍、2ビット記録MLCの1.5倍と記録密度が高いが、耐久性や信頼性ではこれらの方式より劣る。安価で大容量の普及型SSD製品などで用いられている。 通常、単にMLCといった場合は先行して普及した4値/2ビットのタイプを指すことが多い（初期には3値のタイプも存在した）
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