Samsung создал первый в мире 900-слойный чип V-NAND: почему это начало новой войны за память для ИИ

Как Samsung построил 900-слойный прототип NAND

Прорыв Samsung в 900 слоев — это в меньшей степени история об усовершенствованном травлении и в большей — о прецизионном соединении. Процесс Cell Multi Bonding (CMB), разработанный компанией, сплавляет две независимо изготовленные 450-слойные пластины с ячейками в один корпус высокой плотности . Разделив область основных ячеек памяти и периферийные логические схемы, изготавливая их на разных пластинах и затем соединяя, Samsung элегантно обошел нарастающие физические ограничения сверления и наслаивания на одной подложке.

Чтобы воплотить это в реальность, пришлось решить три колоссальные инженерные задачи:

• Коробление пластин (Warpage): По мере добавления слоев механическое напряжение может деформировать пластины, делая их соединение невозможным с требуемой точностью. Samsung спроектировал усовершенствованный верхний прижимной патрон (upper-chuck) , который удерживает каждую 450-слойную пластину идеально плоской во время склеивания .
• Ошибки совмещения (Alignment Errors): Смещение двух пластин друг относительно друга даже на считанные микроны может сделать весь чип бракованным. Samsung преодолел это с помощью собственного метода «новой коррекции наложения» (novel overlay correction) , устраняющего ошибки совмещения при бондинге .
• Функциональная проверка: Прототип имеет смысл, только если он работает. Samsung подтвердил, что интегрированная 900-слойная система показала нормальные рабочие характеристики ячеек, доказав, что методика — это не просто теоретическая демонстрация укладки, а работающий предшественник коммерческого продукта .

Сообщается также, что Samsung внедрил новые структуры битовых линий (BL) и линий слов (WL) для снижения энергопотребления и уменьшения физического размера чипа, а также изучает лазерную резку пластин для повышения выхода годных изделий .

Рынок NAND — это высокоскоростная сковородка под давлением

Несмотря на то что 900-слойный прототип Samsung — мощное заявление о лидерстве в фундаментальных исследованиях и разработках (R&D), его позиции на рынке массового производства в ближайшей перспективе далеко не безоблачны. Ландшафт флеш-памяти NAND значительно более фрагментирован и конкурентен, чем рынок DRAM, и Samsung испытывает давление сразу с нескольких сторон .

SK Hynix захватила лидерство в массовом производстве. В августе 2025 года SK Hynix стала первой компанией в мире, начавшей серийный выпуск чипов 4D NAND с 321 слоем . Собственный же запуск Samsung V9 (286 слоев) QLC NAND, по сообщениям, был отложен до первой половины 2026 года, что вызвало вопросы о темпах коммерциализации у технологического гиганта .

Игроки второго эшелона быстро набирают обороты. Китайский производитель YMTC начал массово выпускать 294-слойную NAND в начале 2025 года и разрабатывает технологию 300+ слоев, сокращая технологический разрыв . Конкуренты, такие как Kioxia и SanDisk (бывшая Western Digital), делают агрессивные инвестиции даже в то время, как два корейских гиганта — Samsung и SK Hynix — направили значительные капиталы в бурно растущий сегмент HBM для ИИ-ускорителей . Этот стратегический фокус открыл окно возможностей для соперников, стремящихся захватить долю рынка NAND .

Ценообразование и динамика предложения чрезвычайно деликатны. Крупнейшие производители NAND совместно сократили выпуск во второй половине 2025 года, чтобы поднять цены, и Samsung, по слухам, рассматривал возможность повышения цен на 20–30% в 2026 году . Большее количество слоев само по себе снижает себестоимость производства одного бита, но попытки агрессивно поднимать цены, пока конкуренты наращивают поставки, — это опасный баланс .

Несмотря на это давление, совокупное финансовое положение Samsung резко укрепилось. В последнем отчетном квартале выручка компании от NAND более чем удвоилась в годовом исчислении, достигнув $13,51 млрд, а доля рынка по выручке расширилась с 28% до 31,6% . Однако для удержания лидерства требуется постоянное технологическое совершенство и успешная коммерциализация.

Почему гонка слоев — это вопрос жизни и смерти для ИИ

Состязание за наращивание слоев NAND — это не просто маркетинговая битва между производителями чипов; это фундаментальный фактор, обеспечивающий следующую волну инфраструктуры ИИ. Взрывной рост дата-центров для искусственного интеллекта порождает спрос на хранилища, которые одновременно плотнее, быстрее и дешевле.

1. Более плотное хранение для массивных наборов данных
   Для быстрого, многократного доступа к данным обучающим кластерам ИИ требуются огромные массивы, хранящиеся локально. Большее число слоев позволяет упаковать большую емкость в тот же физический объем твердотельного накопителя (SSD), что критически важно для гипермасштабируемых ЦОДов, где на счету каждый миллиметр пространства в стойке . Это также ускоряет продолжающуюся замену более медленных жестких дисков (HDD) на высокоемкие SSD в ИИ-дата-центрах, где недопустимо что-либо, кроме доступа к данным в реальном времени .

2. Радикальное снижение стоимости одного бита
   Каждый поколенческий скачок в 3D-компоновке NAND напрямую удешевляет хранение одного бита информации. Поскольку рабочие нагрузки ИИ генерируют петабайты текста, изображений, аудио и видео, экономически эффективное хранение критично для масштабирования как обучения, так и инференса моделей ИИ . Индустрия стремится выпустить чипы QLC емкостью 2 Тбит к 2026 году — веха, которая еще больше снизит расходы на «прожорливые» до данных корпоративные SSD .

3. Создание новой архитектуры памяти для ИИ
   Пожалуй, самое важное: флеш-память NAND превращается из простого объемного хранилища в активный компонент внутри иерархии памяти для ИИ. Такие архитектуры, как HBF (High-Capacity Near-Memory) , разрабатываются, чтобы обеспечить слой высокоскоростной флеш-памяти, который находится между высокопроизводительной HBM и более медленным массивным хранилищем SSD, эффективно дополняя емкость HBM для работы с «теплыми данными» . Аналогично, концепция «интеллектуального AI SSD» предполагает интеграцию вычислительных блоков прямо в накопитель для предварительной обработки данных (фильтрации или переформатирования) до их отправки на графический процессор (GPU), снимая нагрузку и устраняя узкие места в памяти . Эти архитектурные сдвиги невозможны без той чудовищной плотности и низкой стоимости, которую обеспечат 400, 900 и, в конечном счете, 1000+ слоев NAND.

Исследовательская работа Counterpoint о масштабировании до 1000-слойной 3D NAND кратко резюмирует вызов: поставщикам необходимо «достичь более плотных, но безупречных архитектур 3D NAND с безукоризненной производительностью, которая бы гармонично сочеталась с растущими возможностями вычислений и DRAM по мере нашего вступления в эру ИИ» . Прототип Samsung с 900 слоями — это ощутимый сигнал, что первая половина этой цели — невероятно плотное, высокопроизводительное хранилище — уже достижима.