3D-NAND-Speicher

3D-NAND (3D-NAND)

NAND-Flash sind nichtflüchtige Speicher mit sequentiellem Zugriff. Unter 3D-NAND-Zellen versteht man Flash-Speicher bei denen die planaren Speicherzellen vertikal übereinander gestapelt werden. Diese NANDs werden auch als V-NANDs oder 3D-V-NANDs (Vertical) bezeichnet.

Durch die Stapeltechnik wird eine höhere Kompaktheit erreicht und ein besseres Verhältnis zwischen der Speicherkapazität und dem Volumen. Durch die kürzeren Verbindungen zwischen den Speicherzellen können die Speicherkapazität und die Speichergeschwindigkeit erhöht und der Stromverbrauch reduziert werden. Die Speicherkapazität wird durch mehrpegelige Speicherzellen, Multi Level Cells (MLC), die mit vier Spannungspegeln arbeiten, und Triple Level Cells (TLC), die mit acht Pegeln arbeiten, erhöht.

TSV-Technik, Through-Silicon Via
TSV-Technik, Through-Silicon Via  lexikon, kompendium, computer, it, elektronik

Um die Speichergeschwindigkeit zu erhöhen setzt die 3D-NAND-Technik auch auf eine andere Bondierung. Statt der Drahtbondierung für jedes einzelne Die, wird eine Silizium-Durchkontaktierung der Dice untereinander eingesetzt, das Through-Silicon Via (TSV). Zwischen den vertikal gestapelten Speicherzellen verläuft ein zylindrischer Kanal. Diese Technologie wird als Channel Hole Technology (CHT) bezeichnet.

3D V-NAND-Speicher von Samsung
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Die Erhöhung der Schreibgeschwindigkeit wird durch eine weitere Technologie erreicht, die sich Charge Trap Flash (CTF) nennt und die elektrische Ladung auf einer nichtleitenden Schicht aus Siliziumnitrid zwischenspeichert.

Bereits 2014 gab es 3D-NAND-Flashs, die aus 24 und 32 gestapelten Schichten bestanden. Durch die 3D-NAND-Technik können Solid-State-Drives mit Speicherkapazitäten von 15 TB entwickelt werden.

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