シリーズ「東芝メモリを買ってほしいところ、買ってほしくないところ」

2017年4月19日

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湯之上隆 (ゆのがみ・たかし)

微細加工研究所所長

1961年生まれ。静岡県出身。京都大学大学院(修士課程原子核工学専攻)を修了後、日立製作所に入社。以後16年にわたり、中央研究所、半導体事業部、デバイス開発センタ、エルピーダメモリ(出向)、半導体先端テクノロジーズ(出向)にて、半導体の微細加工技術開発に従事。2000年に京都大学より工学博士授与。現在、半導体産業と電機産業のコンサルタントおよびジャーナリスト。微細加工研究所所長。著書に『日本型モノづくりの敗北 零戦・半導体・テレビ』(文春新書)など。

3次元NANDでイノベーションのジレンマが起きる

 さらに3次元NANDの品質保証の問題も、XMCに追い風となる。Tech Trend Analysisの有門経敏氏によれば、NANDメーカーにはデータを書き込んだ後、そのデータが3年間保持されることが求められているという。ところが、データセンタに使われるeMLC(enterprise Multi-Level-Cell)と呼ばれるNANDは、1~3万回程度しか読出し/書込みができず、1年程度でその寿命が尽きてしまうらしい(図4)。そして、寿命が尽きたNANDは次々と交換される。つまり、データ保持の3年保証は、明らかに過剰品質なのだ。ところが、既存のNANDメーカーはデータセンタ側の要請により、戦略的に1年保証のNANDをつくることができない。

 そのような中、XMCが、技術が貧弱であるが故に止むを得ず1年しか保証できない3次元NANDを量産してしまうことが予想される。すると、この(要求仕様から言えば出来損ないの)NANDは、寿命が尽きたNANDを次々と交換するデータセンタの事情に実にうまくフィットするのだ。その結果、XMC発の格安3次元NANDの爆弾が炸裂し、東芝やマイクロンはもちろん、サムスン電子ですら吹き飛んでしまうかもしれない。

 かつて日本のDRAMメーカーは、メインフレーム用に25年保証の超高品質DRAMをつくり世界を席巻した。ところが、コンピュータ業界がPCへパラダイムシフトしたとき、相変わらず25年保証のDRAMをつくり続けた結果、3年程度しか保証できないDRAMを破壊的に安価に大量生産したサムスン電子に駆逐され、撤退を余儀なくされた。

 このイノベーションのジレンマが、今後、3次元NANDで起きようとしている。

XMCの3次元NANDの試作事情

 紫光集団傘下のXMCは、昨年夏ころからNORフラッシュのラインの片隅で、3次元NANDの試作を、スパンジョンとともに開始した。まず、9層(8層+1層のコントローラ)を試作し、その動作に成功した。この9層というのが、3次元NANDの基本単位であり、XMCは僅か数カ月でそれをクリアしたということである。

 次にXMCは、32層の3次元NANDの試作を開始した。11月に1stロットの試作が完了したが、歩留りはゼロだったという(図5)。そして12月に2ndロットの試作が完了した結果、完全動作品はゼロだったという噂が聞こえてきた。

 「完全動作品がゼロ」というのは、次のような意味を持つ。32層の3次元NANDだから128Gビットの試作を行っていると思われるが、「128Gビットすべて動作したチップは無かった」ということになる。つまり、もしかしたら、128Gビットの半分の64Gビットが動いたとか、1/4の32Gビットが動いたという可能性がある。

 この話を関係者にすると、「その開発のスピードは脅威だ。もしかしたら、今年から来年には32層品ができるかもしれない。すると、最先端からは、2~3年遅れということになる。実績ゼロということを考えると驚きの結果だ」と言った。

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