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Memoria Flash: el futuro está en la acumulación de capas

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En junio de 2017, Western Digital anunció que, junto con su socio de fabricación y desarrollo, Toshiba, había desarrollado un nuevo tipo de tecnología Flash: La NAND 3D de 96 capas. Sería mostrada a partir de la segunda mitad de 2017, y la producción inicial empezaría en 2018. El producto se basa en la Arquitectura de WD / Toshiba “BiCS4”. Comenzará con un chip de 256 Gb, y a lo largo del tiempo saldrán a la venta de diferentes capacidades, hasta llegar a 1 Tb en un solo chip.

Todos los fabricantes de flash están fabricando con, por lo menos, 48 capas sus memorias flash 3D y todos están desarrollando memorias con 64 o más (en abril HK Hynix anunció que ha construido una matriz NAND 3D de 72 capas con 256 GB de capacidad de almacenamiento; pero no hay nada confirmado).

WD dijo que espera que en el año 2017, la mezcla de salida de su tecnología de 64 capas, abarque más del 75% de su suministro global de NAND 3D. La compañía ahora cree que las ventas producidas por la combinación de las empresas conjuntas en el año 2017 serán mayores que las de cualquier otro proveedor de la industria.

¿Hasta qué punto podrían llegar las memorias flash?

En la conferencia de 2016 SK Hynix habló acerca de tecnologías de apilamiento que podrían permitir más de 256 capas de células de memoria. El paso a la memoria flash 3D ha permitido la fabricación de chips de memoria no volátiles más densos sin reducir las características litográficas. La industria casi había alcanzado el límite de lo pequeño que podía hacer los dispositivos operativos.

Este progreso no ha sido sin costo. Las piezas de las flash 3D cuestan considerablemente más que las del flash plano, y los nuevos procesos de fabricación han dado lugar a fallas de rendimiento y otros problemas que han limitado la disponibilidad de la memoria flash para el creciente mercado. A finales de 2017, o principios de 2018 se espera que muchos de estos problemas de fabricación se resuelvan para que la memoria flash pueda seguir bajando de precio (los aumentos de los precios de memoria flash debido a un desequilibrio de la oferta y la demanda ha sido algo demasiado común a lo largo de 2017).

El desarrollo avanzado de todas las empresas de almacenamiento indica que son posibles cientos de estructuras NAND con capas 3D, pero a medida que aumenta la altura de las pilas, hay problemas de fabricación que afectan la elaboración de las últimas capas.

Las pilas de flash 3D se construyen en agujeros grabados en una fila de capas de memoria en la parte superior de los sustratos de silicio”. Explica Jan Van Houdt de IMEC en Bélgica, “ya que estos agujeros se hacen más profundos para contener mayor cantidad de pilas de flash 3D; el control de la forma del agujero y el control de lectura actual se convierten en retos importantes”. “El Óxido de Hafnio (HfO2) es un material ferroeléctrico compatible con el proceso CMOS que se utiliza en otras tecnologías de memoria, tales como procesos lógicos de puertas metálicas y en memorias resistivas (RRAM).”

Tecnología de memoria flash

La tecnología de memoria flash parece estar preparada para los avances en los próximos años. Aunque estos avances pueden no coincidir con el crecimiento histórico de la ley de Moore, con la madurez de fabricación esto conducirá a un menor costo por bits, lo que permitirá más aplicaciones para la memoria flash. Hay buenas razones para pensar que las nuevas mejoras ferroeléctricas para la fabricación en flash 3D podrían permitir que el crecimiento de la cantidad de capas continúe durante algún tiempo.

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