SK Hynix 238-Layer-NAND: Die meisten Speicherschichten auf dem kleinsten Chip

Das Layer-Rennen beim 3D-NAND geht in die nächste Runde. SK Hynix rühmt sich nun mit der branchenweit höchsten Anzahl an Speicherschichten. 238 Layer sind eben mehr als 232 Layer bei Micron. Allerdings ist Micron schon jetzt in der Serienfertigung, bei SK Hynix dauert es noch bis nächstes Jahr.

Nur SK Hynix spricht von „4D NAND“

Pünktlich zum Auftakt des Flash Memory Summit 2022 hat SK Hynix die Ankündigung zum „World’s Highest 238-Layer 4D NAND Flash“ parat. Der Begriff „4D NAND“ stammt aus der Marketingabteilung des Unternehmens und bedeutet schlicht, dass bei dem 3D-NAND nicht nur die Speicherzellen, sondern auch die I/O-Schaltkreise in Ebenen übereinander gestapelt sind. Das spart teure Chip-Fläche und ist inzwischen bei allen NAND-Herstellern üblich. Aber nur SK Hynix nennt das Prinzip „4D NAND“.

Die meisten Layer, die kleinsten Chips

Laut SK Hynix wurde der 238-Layer-NAND im Juli fertig entwickelt. Der Beginn der Serienfertigung werde für das erste Halbjahr 2023 erwartet. Bei den Speicherchips handelt es sich um TLC-NAND mit 3 Bit pro Zelle und 512 Gbit (64 GB) Speicherkapazität. Der 3D-NAND soll nicht nur bei der Anzahl der Layer führend sein, sondern auch die kleinste Fläche besitzen.

It is notable that the latest 238-layer product is most layered and smallest in area at the same time

SK Hynix

Der Hersteller spricht von einer gegenüber dem 176-Layer-NAND von SK Hynix um 34 Prozent gesteigerten Produktivität. Sofern die Flächendichte damit gemeint ist, würde diese von 10,8 Gbit/mm² auf rund 14,5 Gbit/mm² steigen und der neue Chip nur etwa winzige 35 mm² messen. Diese Vermutung bedarf aber noch einer Bestätigung.

Microns 232L-NAND wäre mit etwa 70 mm² hingegen doppelt so groß, bietet mit 1 Terabit pro Die aber die doppelte Speicherkapazität und besäße mit 14,6 Gb/mm² eine nahezu identische Flächendichte.

NAND-Interface um 50 % beschleunigt

Damit die wachsenden Datenmengen noch zügig bewegt werden können, muss auch die Leistung steigen. Wie Micron setzt SK Hynix auf ein NAND-Interface mit 2,4 Gbit/s, was 50 Prozent schneller ist als beim Vorgänger. Anders als Micron macht der Hersteller aber keine Angaben zu den Leistungssteigerungen beim Lesen und Schreiben. Stattdessen wird das ebenfalls wichtige Thema Effizienz angesprochen: Die für das Lesen nötige Energie soll um 21 Prozent verringert worden sein.

	Micron B58R	Kioxia/WD BiCS6	Kioxia/WD BiCS5	Samsung V8	Samsung V7	Samsung V6	SK Hynix V8	SK Hynix V7	SK Hynix V6
Typ (Bit/Zelle)	TLC (3 Bit)
Kapazität	1 Tbit		512 Gbit	1 Tbit/512 Gbit	512 Gbit
Planes	6	4					?	4
Layer (WL)	232 (2×116)	162 (2×81)	112 (2×56)	200+ (?)	176 (2×88)	128	238 (2×119?)	176 (2×88)	128 (2×64)
Die-Fläche	~70 mm²	98 mm²	66 mm²	?	~60 mm²	101,58 mm²	~35* mm²	~47 mm²	~66 mm²
Dichte	14,6 Gb/mm²	10,4 Gb/mm²	7,8 Gb/mm²	?	8,5 Gb/mm²	5,0 Gb/mm²	14,5* Gb/mm²	10,8 Gb/mm²	7,8 Gb/mm²
Read (tR)	?	50 µs	56 µs	?	40 µs	45 µs	?	50 µs	56 µs
Program	?	160 MB/s	132 MB/s	164 MB/s (?)	184 MB/s	82 MB/s	?	168 MB/s	132 MB/s
I/O	2,4 Gb/s	2,0 Gb/s	1,066 Gb/s	2,4 Gb/s	2,0 Gb/s	1,2 Gb/s	2,4 Gb/s	1,6 Gb/s	1,066 Gb/s
*Spekulation

Client zuerst, 1 Tbit folgt

Die 238-Layer-Chips von SK Hynix sollen zunächst für Client-SSDs und später auch für Smartphones und Server-SSDs genutzt werden. Nächstes Jahr will SK Hynix zudem eine Variante des 238-Layer-NAND mit verdoppelter Speicherkapazität von 1 Terabit vorstellen. Ob es sich dabei ebenfalls um TLC-NAND oder aber um QLC-NAND mit 4 Bit pro Zelle handelt, bleibt abzuwarten.