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» 2021年04月13日 12時00分 公開

1Gビット当たりのコストが1.0米セントに近づく最新3D NANDフラッシュ福田昭のストレージ通信(191) アナリストが語る不揮発性メモリの最新動向(18)

今回は、3D NANDフラッシュ各社の製造コスト(記憶容量当たり)を比較する。コストは、ワード線の積層数と記憶容量によって大きく変動する。

[福田昭,EE Times Japan]

NANDフラッシュ大手各社の製造コストを比較

 フラッシュメモリとその応用に関する世界最大のイベント「フラッシュメモリサミット(FMS:Flash Memory Summit)」が2020年11月10日〜12日に開催された。FMSは2019年まで、毎年8月上旬あるいは8月中旬に米国カリフォルニア州サンタクララで実施されてきた。COVID-19(新型コロナウイルス感染症)の世界的な大流行(パンデミック)による影響で、2020年のFMS(FMS 2020)は開催時期が3カ月ほど延期されるとともに、バーチャルイベントとして開催された。

 FMSは数多くの講演と、展示会で構成される。その中で、フラッシュメモリを含めた不揮発性メモリとストレージの動向に関するセッション「C-9: Flash Technology Advances Lead to New Storage Capabilities」が興味深かった。このセッションは4件の講演があり、その中でアナリストによる3件の講演が特に参考になったので、講演の概要をご紹介する。

 なお講演の内容だけでは説明が不十分なところがあるので、本シリーズでは読者の理解を助けるために、講演の内容を適宜、補足している。あらかじめご了承されたい。

 本シリーズの第10回から、技術調査会社TechInsightsでシニア技術フェローをつとめるJeodong Choe氏が「Technology Trend:NAND & Emerging Memory(NANDフラッシュメモリと次世代メモリの技術動向)」と題して講演した内容を説明している。前々回(第16回)はSK hynixが3D NANDフラッシュメモリ(以降は「3D NANDフラッシュ」と表記)の製造技術で最後発からトップグループに追い付くまでの経緯を、前回(第17回)は3D NANDフラッシュのメモリセルアレイ製造の難しさを緩和する2段階積層技術を簡単に解説した。今回は、3D NANDフラッシュ各社の製造コスト(記憶容量当たり)を比較する。

講演のアウトライン。3D NANDフラッシュの開発ロードマップと要素技術、次世代メモリと埋め込みメモリの開発ロードマップなどを解説する。出典:FMS 2020の講演「Technology Trend:NAND & Emerging Memory」の配布資料(クリックで拡大)

ワード線の積層数と記憶容量によってコストが大きく変動

 Choe氏の講演では、3D NANDフラッシュ大手4社(連合)に加え、中国YMTCと、プレーナー(2D)NANDフラッシュ、高速3D NANDフラッシュ(Samsung Electronicsの「Z-NAND」)のコスト(記憶容量1Gビット当たり)と比較してみせた。3D NANDフラッシュのコスト(1Gビット当たり)は2.3米セント前後から、1.2米セント前後の間に入っている。仮に1.5米セントとすると、シリコンダイの最小記憶容量256Gビット(32Gバイト)で384米セント(3.84米ドル)、すなわち日本円で約400円となる。

3D NANDフラッシュ各社の製造コスト(記憶容量1Gビット当たりの米セント)。出典:FMS 2020の講演「Technology Trend:NAND & Emerging Memory」の配布資料(クリックで拡大)

 3D NANDフラッシュの記憶容量当たりコスト「ビットコスト」は単純に考えると、ワード線の積層数が増加する(高層化する)ことによって低下するようにみえる。しかし実際は、そう単純でもないようだ。3D NAND製造技術の習熟度やシリコンダイの記憶容量、選択した多値記憶方式などによってもコストは変動する。

 例えばSamsungだと、48層世代と64層世代は256Gビット品(TLC方式)のビットコストが変わらない。また64層世代だと、256Gビット品(TLC方式)よりも512Gビット品(TLC方式)のビットコストが高い。さらに1Tビット品はQLC方式を導入しているにもかかわらず、TLC方式の512Gビット品よりもコストが上昇している。それでもSamsungを含めた大手メーカー全体の傾向では、64層世代よりも92/96層世代のビットコストが低い。

 中国のYMTCは64層世代の256Gビット品(TLC方式)でビットコストが1.5米セントとなっている。3D NANDフラッシュ大手と比べ、遜色ない水準の製造コストである。この評価は、以前に本シリーズで紹介したアナリストMark Webb氏の見解(関連記事:「3D NANDフラッシュの製造コストを2022年まで予測」)とはかなり異なっている。

 また興味深いのはプレーナー(2D)NANDフラッシュの最終世代といえる15nm世代の32Gビット品のビットコストである。1.8米セント前後とかなり低い。一部の3D NANDフラッシュは、ビットコストが15nm世代のプレーナーNANDフラッシュよりも高い。過去にSamsungを除くNANDフラッシュ大手がプレーナーNANDフラッシュから3D NANDフラッシュへの切り替えに消極的だったことを、間接的に裏付けるデータだと言えよう。

(次回に続く)

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