Ausblick auf BiCS9 3D-NAND: SanDisk könnte Samsungs V10 bei Speicherdichte schlagen

SanDisk arbeitet zusammen mit Kioxia an der nächsten Generation NAND-Flash. Auf BiCS8 folgt BiCS9 und die Zahl der Layer steigt von 218 auf über 300. Zum Investor Day von SanDisk gab es einen kleinen Ausblick und eine Lehrstunde, warum BiCS-Flash der beste der Branche sei.

BiCS9 mit mehr Dichte und mehr Leistung

In puncto Speicherdichte soll BiCS9 gegenüber BiCS8 um etwa 59 Prozent zulegen. Das bedeutet lange nicht, dass die Kosten in gleichem Maße sinken. Die zusätzlichen Lagen bedeuten ihrerseits mehr nötige Arbeitsschritte mit damit verbundenen Kosten.

Ausgehend von den 18,3 Gbit/mm², die als Speicherdichte für BiCS8 (TLC) offiziell genannt werden, würde eine Zunahme um 59 Prozent eine Speicherdichte von satten 29,1 Gbit/mm² für BiCS9 (TLC) bedeuten. Damit wäre auch Samsungs hochdichter TLC-NAND der 4xx-Layer-Klasse geschlagen. Vorerst handelt es sich aber nur um eine Schätzung. Zum ISSCC 2025 in der kommenden Woche wollen Kioxia und SanDisk mehr verraten. Auch Samsungs V10-NAND steht auf dem Plan.

Mehr als 30 Prozent höher soll die „Transfergeschwindigkeit“ ausfallen, was damit genau gemeint ist, bleibt abzuwarten. Der SanDisk-Partner Kioxia will auf der ISSCC 2025 TLC-NAND mit einer I/O-Geschwindigkeit von 4,8 Gbit/s näher vorstellen. Das wäre allerdings ein Plus von 50 Prozent gegenüber den 3,2 Gbit/s bei BiCS8.

30.2 A 1Tb 3b/cell 3D-Flash Memory with a 29%-Improved-Energy-Efficiency Read Operation and 4.8Gb/s Power-Isolated Low-Tapped-Termination IOs.

Kioxia, aus dem Programm zur ISSCC 2025

Weiter ist von einem um 18 Prozent erhöhten Schreibdurchsatz (Program Bandwidth) und einer um 10 Prozent gestiegenen Leserate (Read Bandwidth) die Rede.

Beim Layer-Wettrennen macht SanDisk nicht mit

Aus Sicht von SanDisk und Kioxia ist das Hinzufügen von weiteren Ebenen (Layer) bei 3D-NAND eine einfache, aber nicht sehr effektive und auch nicht sehr wirtschaftliche Maßnahme zur weiteren Steigerung der Bitdichte. Aktuell liegt das Joint Venture von Kioxia und SanDisk mit 218 Layern in diesem Punkt deutlich hinter Konkurrenten wie Samsung (286 Layer) und Micron (276 Layer) zurück. Doch bei der Bitdichte pro Layer ist SanDisk/Kioxia führend und erreicht so auch mit nur 218 Layern eine hohe Flächendichte.

Den eigenen BiCS8 sieht der Hersteller auch bei der Leistung und Energieeffizienz besser aufgestellt als die aktuelle Konkurrenz. Wobei der Vergleich ohne konkrete Werte oder Nennung des ausgewählten Wettbewerbers hinkt.

Erstmals hatten Kioxia und SanDisk bei BiCS8 auf ein Herstellungsverfahren mit Waferbonden gesetzt, wie es der chinesische Newcomer YMTC bereits vorgemacht hatte. Dabei werden die Ebenen mit Speicherzellen auf einem separaten Die gefertigt und die Logikebenen auf einem anderen Die. Beide Wafer werden schließlich miteinander verbunden, das Verfahren wird bei SanDisk und Kioxia „CMOS directly Bonded to Array“, kurz CBA, genannt. CBA soll auch beim BiCS9 genutzt werden.