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Erste V-NANDs mit mehr als 90 Layern Samsung entwickelt seit 2013 jedes Jahr eine neue Generation von 3D-Speicherchips

| Autor / Redakteur: Walter Schadhauser / Rainer Graefen

Samsung hat die Massenproduktion von V-NAND-Speichern der fünften Generation mit 256 GBit Kapazität aufgenommen. Mit der "Toogle DDR 4.0" -Schnittstelle, die zwischen den Speicherbänken hin- und herschaltet, erhöht sich die Datenübertragungsrate um 40 Prozent verglichen mit der Vorgängertechnik.

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Samsungs 5te Generation von V-NANDs speichert 256 Gigabit auf über 90 Schichten. Mittels einer Toogle DDR 4.0 Schniittstelle werden Datentransferraten von 1,4 GBit/s erreicht.
Samsungs 5te Generation von V-NANDs speichert 256 Gigabit auf über 90 Schichten. Mittels einer Toogle DDR 4.0 Schniittstelle werden Datentransferraten von 1,4 GBit/s erreicht.
(Bild: Samsung)

Samsungs V-NAND-Speicher der fünften Generation enthalten nun über 90 Schichten (Layer) mit CTF-Zellen (Charge Trap Flash). Diese Layer werden pyramidenförmig aufeinandergeschichtet und sind mit vertikal durchgebohrten, wenige 100 Nanometer kleinen Kanallöchern versehen, die mehr als 85 Milliarden CTF-Zellen (Ladungsträgerfallen) zur Speicherung von jeweils acht Ladungszuständen (3 Bit) verbinden.

Diese hochmoderne Speicherfertigung ist das Ergebnis mehrerer Errungenschaften, wie fortschrittliche Schaltkreisdesigns und neue Prozesstechnologien. So ist es z. B. gelungen den Atomlagenabscheidungsprozess (ALD) zu verbessern. Dank dieser Optimierung lässt sich die Höhe jeder Zellenlage um 20 Prozent reduzieren und das Übersprechen zwischen Zellen verhindern. Außerdem konnte damit die Fertigungsproduktivität um über 30 Prozent gesteigert werden.

Mit der industrieweit ersten Nutzung der "Toggle DDR 4.0"-Schnittstelle hat Samsung einen Geschwindigkeitsrekord bei der Übertragung von Daten zwischen Flash und Memory mit 1,4 GBit/s erreicht – verglichen mit dem 64-schichtigen Vorgänger eine Erhöhung um 40 Prozent.

Ebenfalls verbessert wurde die Energieeffizienz von Samsungs neuem V-NAND, das auf dem Niveau der 64-schichtigen Chips bleibt. Primär ist dies auf die von 1,8 Volt auf 1,2 Volt reduzierte Versorgungsspannung zurückzuführen. Die neuen V-NAND-Speicher weisen mit aktuell 500-Mikrosekunden (μs) auch die kürzeste Datenschreibzeit auf, was gegenüber der bisherigen Generation einer Verbesserung um etwa 30 Prozent entspricht. Die Reaktionszeit auf Lesesignale konnte auf nun 50 μs gesenkt werden.

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