Samsung Ciptakan Prototipe V-NAND 900 Lapis dan Perang Sengit Memori AI

Bagaimana Samsung Membangun Prototipe NAND 900 Lapis

Terobosan 900 lapis Samsung bukan terutama tentang penyempurnaan pengukiran, melainkan tentang presisi perekatan. Proses Cell Multi Bonding (CMB) dari Samsung menggabungkan dua wafer sel 450 lapis yang dibuat secara independen menjadi satu paket berdensitas tinggi . Dengan memisahkan area inti sel memori dari sirkuit logika periferal dan membuatnya di wafer yang berbeda, Samsung dapat menghindari tantangan fisik yang meningkat akibat pengeboran dan pelapisan pada satu dasar.

Tiga rintangan rekayasa utama harus diatasi untuk mewujudkannya:

• Kelengkungan Wafer (Warpage): Semakin banyak lapisan ditambahkan, tekanan mekanis dapat menyebabkan wafer melengkung, sehingga mustahil direkatkan dengan presisi yang dibutuhkan. Samsung menerapkan desain upper-chuck (pencekam atas) canggih yang menjaga setiap wafer 450 lapis tetap rata sempurna selama proses perekatan .
• Kesalahan Pelurusan (Alignment): Sedikit saja salah lurus dalam skala mikron antara kedua wafer dapat membuat seluruh chip cacat. Samsung mengatasinya dengan teknik "koreksi overlay baru" eksklusif untuk menghilangkan kesalahan pelurusan selama perekatan .
• Verifikasi Fungsional: Sebuah prototipe hanya berarti jika berfungsi. Samsung mengonfirmasi bahwa sistem terintegrasi 900 lapis menunjukkan karakteristik operasi sel yang normal, membuktikan teknik ini lebih dari sekadar latihan penumpukan teoritis dan merupakan pendahulu yang bisa diterapkan untuk produk komersial .

Samsung juga dilaporkan memperkenalkan struktur bitline (BL) dan wordline (WL) baru untuk menurunkan konsumsi daya dan memperkecil ukuran chip keseluruhan, serta sedang menjajaki pemotongan wafer berbasis laser untuk meningkatkan hasil produksi .

Pasar NAND adalah Kompetisi Bertekanan Tinggi

Meskipun prototipe 900 lapis Samsung adalah pernyataan kuat tentang kepemimpinan R&D jangka panjang, posisinya di pasar massal jangka pendek masih jauh dari aman. Lanskap NAND flash lebih terfragmentasi dan kompetitif dibandingkan DRAM, dan Samsung menghadapi tekanan dari berbagai arah .

SK Hynix telah unggul dalam produksi massal. Pada Agustus 2025, SK Hynix menjadi perusahaan pertama di dunia yang memulai produksi massal chip 4D NAND 321 lapis . Peluncuran NAND V9 (286 lapis) QLC milik Samsung sendiri dilaporkan telah tertunda hingga paruh pertama 2026, menimbulkan pertanyaan tentang kecepatan komersialisasinya .

Pemain sekunder semakin mengejar. Pabrikan Tiongkok YMTC mulai memproduksi massal NAND 294 lapis pada awal 2025 dan sedang mengembangkan teknologi 300+ lapis, mempersempit kesenjangan teknologi . Pesaing seperti Kioxia dan SanDisk (sebelumnya Western Digital) melakukan investasi agresif bahkan ketika dua raksasa Korea—Samsung dan SK Hynix—telah mengarahkan modal signifikan ke segmen HBM yang sedang booming untuk akselerator AI . Fokus strategis ini menciptakan celah bagi para rival untuk merebut pangsa pasar NAND .

Dinamika harga dan pasokan sangat sensitif. Para produsen NAND papan atas bersama-sama memangkas produksi pada paruh kedua 2025 untuk mendorong kenaikan harga, dan Samsung dilaporkan mempertimbangkan kenaikan harga 20–30% untuk tahun 2026 . Jumlah lapisan yang lebih tinggi secara inheren menurunkan biaya per bit untuk diproduksi, tetapi mencoba menaikkan harga secara agresif sementara pesaing meningkatkan pasokan adalah tindakan penyeimbangan yang rumit .

Terlepas dari tekanan-tekanan ini, posisi keuangan Samsung secara keseluruhan telah melonjak. Pada kuartal terakhir yang dilaporkan, pendapatan NAND-nya lebih dari dua kali lipat secara tahun-ke-tahun menjadi $13,51 miliar, memperluas pangsa pasarnya berdasarkan pendapatan dari 28% menjadi 31,6% . Namun, mempertahankan keunggulan itu membutuhkan eksekusi teknologi dan komersial yang konstan.

Mengapa Perlombaan Lapisan Adalah Hidup-Mati bagi AI

Persaingan menumpuk lebih banyak lapisan NAND bukan sekadar pertarungan pemasaran antar pembuat chip; ini adalah kemampuan dasar untuk gelombang infrastruktur AI berikutnya. Pertumbuhan eksplosif pusat data AI mendorong permintaan penyimpanan yang secara bersamaan lebih padat, lebih cepat, dan lebih murah.

1. Penyimpanan Lebih Padat untuk Dataset Masif
   Kluster pelatihan AI memerlukan dataset sangat besar untuk disimpan secara lokal demi akses cepat dan berulang. Jumlah lapisan yang lebih tinggi mengemas lebih banyak kapasitas ke dalam jejak SSD fisik yang sama, yang esensial untuk pusat data hiperskala di mana setiap milimeter ruang rak sangat berharga . Ini juga mempercepat penggantian HDD yang lebih lambat dengan SSD berkapasitas tinggi di pusat data AI, di mana akses data waktu nyata tidak bisa ditawar .

2. Biaya Per Bit yang Jauh Lebih Rendah
   Setiap lompatan generasi dalam penumpukan NAND 3D secara langsung mengurangi biaya penyimpanan satu bit data. Seiring beban kerja AI menghasilkan petabyte teks, gambar, audio, dan video, penyimpanan hemat biaya sangat penting untuk menskalakan inferensi dan pelatihan AI secara ekonomis . Industri berlomba untuk memproduksi chip QLC (Quad-Level Cell) 2Tb pada tahun 2026, sebuah tonggak yang akan semakin menekan biaya untuk SSD korporat yang lapar data .

3. Memungkinkan Arsitektur Memori AI Baru
   Mungkin yang paling signifikan, NAND flash bertransformasi dari penyimpanan massal sederhana menjadi komponen aktif dalam hierarki memori AI. Arsitektur baru seperti HBF (High-Capacity Near-Memory) dirancang untuk menyediakan lapisan flash bandwidth tinggi yang terletak di antara HBM berkinerja tinggi dan penyimpanan massal SSD yang lebih lambat, secara efektif menambah kapasitas HBM untuk "data hangat" . Demikian pula, konsep AI SSD pintar mengintegrasikan unit komputasi langsung ke drive penyimpanan untuk melakukan pra-pemrosesan data (seperti penyaringan atau pemformatan ulang) sebelum mengirimkannya ke GPU, mengurangi beban kerja dan menghilangkan hambatan memori . Pergeseran arsitektur ini mustahil tanpa densitas masif dan biaya rendah yang akan disediakan oleh NAND 400, 900, dan akhirnya 1.000+ lapis.

Makalah riset Counterpoint tentang penskalaan ke NAND 3D 1.000 lapis dengan ringkas merangkum tantangannya: pemasok perlu "mencapai arsitektur NAND 3D yang lebih padat namun murni dengan kinerja sempurna yang selaras dengan baik dengan kemampuan komputasi dan DRAM yang terus tumbuh saat kita memasuki era AI" . Prototipe 900 lapis Samsung adalah sinyal nyata bahwa paruh pertama dari tujuan itu—penyimpanan berdensitas luar biasa tinggi dan berkinerja tinggi—berada dalam jangkauan.