东芝谈NAND闪存的应用动向 可靠性0担忧

平板终端的供货量2015年将达到目前12倍的2亿4230万台——。美国调查公司IHS iSuppli于2011年2月发表了这一预测。平板终端将借助其侵食现有个人电脑市场的进势走向普及。其存储器的主角就是使用多值（MLC：multi-level cell）技术实现了大容量化的NAND闪存。 
    2～3年前有很多个人电脑厂商都对配备NAND闪存的MLC产品表示过担心。原因在于NAND闪存的擦写次数等远远不及非多值（SLC：single-level cell）产品。然而，在最近的笔记本电脑及平板终端上，MLC产品的采用已变得相当普遍。MLC产品的采用为何在这一期间得以顺利推进，而SLC产品今后是否会彻底失去用武之地？日前，记者就以多值技术为中心的NAND闪存技术进步及其应用动向，采访了身为NAND闪存大厂商的东芝。接受采访的是东芝半导体公司存储器事业部存储器应用技术部存储器应用技术第二负责人、集团长的横塚贤志。

——在最近的平板终端及个人电脑中，NAND闪存的MLC产品得到极为普遍的使用。而以前由于存在擦写次数的制约等，MLC产品公认难以应用。 
    包括个人电脑厂商在内，设备厂商已能够充分掌握自如使用NAND闪存的方法，这一点是我们最近感觉到的一大变化。能够基于理解NAND闪存作为存储器件所具备的特性对系统进行最佳设计的设备厂商在稳步增加。比如，在对系统工作进行模拟时，甚至还考虑到了以何种频率向NAND闪存写入何种类型的数据这一问题。 
    因此，最近几乎很少再听到设备厂商提出“使用MLC能否确保工作可靠性”之类的疑问了。而在NAND闪存刚刚开始在个人电脑上采用时经常会听到这种担忧之声。这对设备厂商和器件厂商来说都是可喜的变化。
——在提高NAND闪存的可靠性上，关键是对写入及读取进行控制的控制器技术。控制器的性能指标开始向多方面发展，除了负责ECC（纠错）处理之外，甚至还负责以前由主机（设备）侧承担的写入均衡化（损耗均衡，WearLevelling）及坏块处理等。控制器与设备侧的分工今后将会朝着什么方向发展？ 
    这与用途有很大关系。在用于存储卡时与用于平板终端时，要求控制器承担的作用大为不同。而且，即便是同一用途，也会受到客户所需的系统构成的影响。比如，通过增加控制器承担的作用来减轻设备侧的负担时，也存在着设备侧的数据处理自由度随之下降的问题。对于希望在设备侧对NAND闪存的数据进行灵活处理的客户来说，这种解决方案并不理想。我们从这一观点出发，准备了控制器的作用范围各不相同的多种产品，客户可从中选择最佳方案。
——采用3～4bit/单元这一超多值技术的NAND闪存今后是否也会配备到平板终端上？ 
    3～4bit/单元技术在开发之初设想最终全面取代1～2bit/单元产品。而实际上未能实现。3～4bit/单元产品在内置在平板终端等设备中时，很难保证该用途所要求的可靠性。原因在于与2bit/单元产品相比，存储单元的阈值电压分割有所增加，势必会使可靠性下降。 
    不过，3bit/单元产品可用于存储卡及USB驱动器等。由于这方面的成本优势明显，因此我们面向这一用途进行了积极导入。而在4bit/单元产品方面，以前我们就在大力进行开发，但目前来看还很难导入量产产品。
——请谈一下SLC产品的采用情况。今后是否多半都会逐渐换为MLC产品？ 
    SLC产品仍在销售，而且用途也在扩大。其中包括重视性能及可靠性的服务器、客户要求配备SLC产品的部分便携终端，以及取代NOR闪存等用途。我们仍在积极致力于SLC产品业务。 
    在取代NOR闪存方面，随着该存储器的厂商数量减少，用户对采购产生担忧，这为我们提供了商机。这方面要求提供的是4G～8Gbit小容量SLC产品。由于是用于存储运行系统的程序，因此与MLC产品相比，用户通常会选择可靠性高的SLC产品。SLC产品用最尖端的工艺技术来制造的话容量就会过小，因此采用的是比MLC产品晚一代的工艺技术。目前，我们在MLC产品方面的最尖端工艺是2Xnm工艺，SLC产品采用3Xnm工艺来制造。
——多认为NAND闪存将在15nm工艺左右迎来微细化极限。其后续新型存储器应用技术是否已经确立？ 
    我们还积极致力于新型存储器的开发。不过，要说在短期内用新型存储器全部取代现有NAND闪存的话，是不现实的。新型存储器与现有NAND闪存的量产业绩存在很大差距。所有新型存储器还处于开发要素技术的阶段，集成度也不充分。今后面临的课题是如何把集成度及性能提高到不亚于NAND闪存的水平。可以说这方面的难度很高。
——与新型存储器一样，开发活动日趋活跃的还有TSV（硅通孔）技术。能够经由贯通孔将DRAM与NAND闪存、逻辑LSI连接起来的技术亮相后，在设备厂商眼中，NAND闪存厂商与其他半导体厂商的重要次序也许会发生改变。比如，设备厂商可能会根据经由TSV连接NAND闪存的DRAM的性能指标来确定NAND闪存的性能指标。 
    对设备厂商而言，NAND闪存是可以用来强力吸引消费者的部件。NAND闪存的配备容量决定着能够保存多少数据，因此凭借这方面的优势容易吸引消费者。而DRAM最多只是中间存储介质。因此，很难想象设备厂商今后会优先考虑DRAM等的性能标指，采用对NAND闪存的性能指标来说灵活性低的设计。