Samsung y su chip V-NAND de 900 capas: el prototipo que enciende la guerra por la supremacía de la IA

Cómo construyó Samsung un prototipo de NAND de 900 capas

El avance de las 900 capas de Samsung es menos una historia de esculpido refinado y más una historia de unión de precisión. El proceso Cell Multi Bonding (CMB) de la compañía fusiona dos obleas de celdas de 450 capas, fabricadas de forma independiente, en un único paquete de alta densidad . Al separar la región central de celdas de memoria de los circuitos lógicos periféricos y fabricarlos en obleas distintas, Samsung sorteó los crecientes desafíos físicos de perforar y apilar capas sobre una sola base.

Para hacer esto realidad, tuvieron que superarse tres grandes obstáculos de ingeniería:

• Deformación de la oblea: A medida que se añaden más capas, la tensión mecánica puede provocar que las obleas se deformen, haciéndolas imposibles de unir con la precisión necesaria. Samsung implementó un avanzado diseño de mandril superior que mantiene cada oblea de 450 capas perfectamente plana durante el proceso de unión .
• Errores de alineación: Una desalineación a escala micrométrica entre las dos obleas puede inutilizar todo el chip. Samsung lo superó con una técnica patentada de "novedosa corrección de superposición" para eliminar los errores de alineación durante la unión .
• Verificación funcional: Un prototipo solo tiene sentido si funciona. Samsung confirmó que el sistema integrado de 900 capas mostraba características normales de funcionamiento de las celdas, demostrando que la técnica es más que un simple ejercicio teórico de apilamiento y que es un precursor viable de un producto comercial .

Al parecer, Samsung también introdujo nuevas estructuras de líneas de bit (BL) y líneas de palabra (WL) para reducir el consumo energético y el tamaño total del chip, y está explorando el corte de obleas por láser para mejorar los rendimientos de producción .

El mercado del NAND es una olla a presión de altas apuestas

Aunque el prototipo de 900 capas de Samsung es una poderosa declaración de liderazgo en I+D a largo plazo, su posición en el mercado de masas a corto plazo está lejos de ser segura. El panorama de la memoria flash NAND es más fragmentado y competitivo que el de la DRAM, y Samsung se enfrenta a presiones en múltiples frentes .

SK Hynix ha tomado la delantera en la producción en masa. En agosto de 2025, SK Hynix se convirtió en la primera empresa del mundo en empezar a producir en masa un chip NAND 4D de 321 capas . El lanzamiento del V9 QLC NAND (286 capas) de Samsung, por su parte, se habría retrasado hasta la primera mitad de 2026, lo que genera dudas sobre su ritmo de comercialización .

Los actores secundarios están ganando terreno rápidamente. El fabricante chino YMTC comenzó a producir en masa NAND de 294 capas a principios de 2025 y está desarrollando tecnología de más de 300 capas, estrechando la brecha tecnológica . Competidores como Kioxia y SanDisk (anteriormente Western Digital) están realizando inversiones agresivas en un momento en que los dos gigantes coreanos —Samsung y SK Hynix— han redirigido un capital significativo hacia el pujante segmento de la memoria HBM, utilizada en los aceleradores de IA . Este enfoque estratégico ha creado una ventana de oportunidad para que los rivales intenten capturar cuota en el mercado del NAND .

Las dinámicas de precios y suministro son delicadas. Los principales fabricantes de NAND recortaron la producción de forma conjunta en la segunda mitad de 2025 para impulsar los precios al alza, y se rumoreaba que Samsung estaba considerando un aumento de precios del 20-30% para 2026 . Un mayor número de capas reduce intrínsecamente el coste por bit de fabricación, pero intentar subir los precios de forma agresiva mientras los competidores aumentan su suministro es un difícil ejercicio de equilibrismo .

A pesar de estas presiones, la posición financiera global de Samsung se ha disparado. En el último trimestre reportado, sus ingresos por NAND se duplicaron con creces en términos interanuales, alcanzando los 13.510 millones de dólares, ampliando su cuota de mercado por ingresos del 28% al 31,6% . Mantener ese liderazgo, sin embargo, requiere una ejecución tecnológica y comercial constante.

Por qué la carrera por las capas es una cuestión de vida o muerte para la IA

La contienda por apilar más capas NAND no es solo una batalla de marketing entre fabricantes de chips; es un habilitador fundamental para la próxima ola de infraestructura de IA. El crecimiento explosivo de los centros de datos de IA está impulsando una demanda de almacenamiento que sea simultáneamente más denso, más rápido y más barato.

1. Almacenamiento más denso para conjuntos de datos masivos.
   Los clústeres de entrenamiento de IA requieren que enormes conjuntos de datos se almacenen localmente para un acceso rápido y repetido. Un mayor número de capas permite empaquetar más capacidad en la misma huella física de un SSD, algo esencial para los centros de datos de hiperescala, donde cada milímetro de espacio en bastidor es un bien muy preciado . Esto también acelera la sustitución en curso de los discos duros (HDD), más lentos, por SSD de alta capacidad en los centros de datos de IA, donde el acceso a los datos en tiempo real no es negociable .

2. Un coste por bit radicalmente menor.
   Cada salto generacional en el apilamiento de NAND 3D reduce directamente el coste de almacenar un solo bit de datos. A medida que las cargas de trabajo de IA generan petabytes de texto, imágenes, audio y vídeo, un almacenamiento rentable es fundamental para escalar económicamente las tareas de inferencia y entrenamiento de la IA . La industria se apresura a producir chips QLC (celda de cuatro niveles) de 2Tb para 2026, un hito que reducirá aún más los costes de los SSD empresariales, siempre sedientos de datos .

3. Habilitando una nueva arquitectura de memoria para la IA.
   Quizás lo más significativo es que la memoria flash NAND está pasando de ser un simple almacenamiento en masa a convertirse en un componente activo dentro de la jerarquía de memoria de la IA. Se están diseñando nuevas arquitecturas como la HBF (High-Capacity Near-Memory o Memoria Cercana de Alta Capacidad) para proporcionar una capa de memoria flash de alto ancho de banda que se sitúa entre la HBM de alto rendimiento y el almacenamiento masivo más lento de los SSD, aumentando eficazmente la capacidad de la HBM para "datos templados" . De manera similar, el concepto del SSD inteligente para IA integra unidades de cómputo directamente en la unidad de almacenamiento para realizar el preprocesamiento de datos (como el filtrado o el reformateo) antes de enviarlos a la GPU, descargando trabajo y aliviando los cuellos de botella de la memoria . Estos cambios arquitectónicos son imposibles sin la densidad masiva y el bajo coste que proporcionarán las memorias NAND de 400, 900 y, finalmente, más de 1.000 capas.

El informe de investigación de Counterpoint sobre la escalada hacia el NAND 3D de 1.000 capas resume el desafío a la perfección: los proveedores necesitan "conseguir arquitecturas NAND 3D más densas pero impecables, con un rendimiento intachable que se alinee adecuadamente con las crecientes capacidades de cómputo y DRAM a medida que entramos en la era de la IA" . El prototipo de 900 capas de Samsung es una señal tangible de que la primera mitad de ese objetivo —un almacenamiento increíblemente denso y de alto rendimiento— está al alcance de la mano.