Micron ข้าม G10 เปิดตัว NAND รุ่น G11 ทะลุ 400 เลเยอร์! เคลมความจุหนาแน่นขึ้น 2 เท่า รับส่งข้อมูลเร็วขึ้น 50% เตรียมผลิตครึ่งหลังปี 2027

Micron ประกาศเทคโนโลยีหน่วยความจำแฟลช NAND รุ่นใหม่ Generation 11 (G11) โดยข้ามชื่อรุ่น G10 ไปโดยตรง พร้อมปรับปรุงโครงสร้างการผลิตครั้งใหญ่ เพิ่มจำนวนเลเยอร์เป็นมากกว่า 400 ชั้น จาก G9 รุ่นปัจจุบันที่มี 276 ชั้น และตั้งเป้าเพิ่มความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูลต่อพื้นที่ชิปเป็นประมาณ 2 เท่า

การเปิดเผยครั้งนี้เกิดขึ้นในงาน Technology and Product Webinar ของ Micron โดยบริษัทระบุว่า G11 จะใช้กระบวนการผลิตรุ่นใหม่ เทคโนโลยี Wafer-on-Wafer Bonding และโครงสร้างเซลล์ที่มีระยะห่างแคบลง เพื่อรองรับความต้องการด้านพื้นที่จัดเก็บข้อมูลและประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะจากตลาด AI และดาต้าเซ็นเตอร์

ข้าม G10 จาก 276 เลเยอร์เป็นมากกว่า 400 เลเยอร์

Micron G9 ซึ่งถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ SSD อย่าง Crucial P510 มีโครงสร้าง NAND จำนวน 276 เลเยอร์ ขณะที่ G11 จะเพิ่มเป็นมากกว่า 400 เลเยอร์ หรือเพิ่มขึ้นอย่างน้อยประมาณ 45% เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า

แต่สิ่งที่น่าสนใจไม่ได้อยู่ที่จำนวนเลเยอร์เพียงอย่างเดียว เพราะ Micron ตั้งเป้าเพิ่มความหนาแน่นของข้อมูลต่อพื้นที่ชิปเป็นประมาณ 2 เท่าของ G9 ซึ่งเป็นผลจากการปรับปรุงกระบวนการผลิตและลดระยะห่างระหว่างเซลล์หน่วยความจำ

สำหรับตัวเลขความหนาแน่นนั้น ComputerBase อ้างอิงข้อมูล G9 TLC ที่ประมาณ 21 Gbit/mm² และประเมินว่า G11 อาจเพิ่มขึ้นไปถึงประมาณ 42 Gbit/mm² อย่างไรก็ตาม ตัวเลข 42 Gbit/mm² เป็นการคาดการณ์ของ ComputerBase ไม่ใช่ตัวเลขที่ Micron ยืนยันอย่างเป็นทางการ อีกทั้งการเปรียบเทียบความหนาแน่นระหว่างชิป TLC และ QLC โดยตรงก็ต้องคำนึงถึงความแตกต่างของรูปแบบการจัดเก็บข้อมูลด้วย

การเพิ่มความหนาแน่นในระดับนี้มีความสำคัญต่อผู้ผลิต SSD เพราะอาจช่วยให้บรรจุความจุได้มากขึ้นในพื้นที่แพ็กเกจใกล้เคียงเดิม แต่จะส่งผลต่อราคาขายจริงมากน้อยเพียงใดยังขึ้นอยู่กับต้นทุนการผลิตและผลิตภัณฑ์ที่นำไปใช้งานด้วย

อินเทอร์เฟซเร็วขึ้น 50% ลดพลังงานรับส่งข้อมูลมากกว่า 25%

นอกจากเพิ่มความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูลแล้ว G11 ยังปรับปรุงความเร็วอินเทอร์เฟซระหว่าง NAND กับส่วนควบคุม โดย Micron ระบุว่ามีความเร็วสูงกว่ารุ่น G9 ได้สูงสุด 50%

เมื่อเทียบกับ G9 ที่มีความเร็วอินเทอร์เฟซ 3.6 Gbit/s จึงคิดเป็นความเร็วเป้าหมายสูงสุดประมาณ 5.4 Gbit/s ขณะที่ NAND รุ่น BiCS10 ของ Kioxia และ Sandisk มีข้อมูลความเร็วอินเทอร์เฟซที่ 4.8 Gbit/s ส่วน Samsung เคยระบุเป้าหมาย 5.6 Gbit/s สำหรับ NAND รุ่น V10

Micron ยังระบุว่าพลังงานที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลต่อบิตจะลดลงมากกว่า 25% เมื่อเทียบกับ G9 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงานของระบบจัดเก็บข้อมูล

อย่างไรก็ตาม ความเร็วอินเทอร์เฟซ NAND ไม่ใช่ความเร็วอ่านเขียนของ SSD โดยตรง เพราะประสิทธิภาพของ SSD จริงยังขึ้นอยู่กับคอนโทรลเลอร์ จำนวนช่องสัญญาณ NAND เฟิร์มแวร์ อินเทอร์เฟซ PCIe และลักษณะงานที่ใช้งานด้วย

ใช้ Wafer-on-Wafer Bonding แยกส่วนเซลล์หน่วยความจำกับวงจร I/O

อีกหนึ่งการเปลี่ยนแปลงสำคัญของ G11 คือการนำเทคโนโลยี Wafer-on-Wafer Bonding มาใช้ โดยกระบวนการนี้จะแยกเวเฟอร์ที่มีเซลล์หน่วยความจำออกจากเวเฟอร์ที่มีวงจรลอจิกและ I/O ก่อนนำมาประกบเชื่อมต่อกันในขั้นตอนการผลิต

แนวทางดังกล่าวช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงการออกแบบส่วนเซลล์หน่วยความจำและวงจรควบคุมแยกจากกัน ก่อนนำมารวมเป็นโครงสร้างชิปเดียว

เทคโนโลยีการเชื่อมต่อเวเฟอร์เข้าด้วยกันไม่ใช่เรื่องใหม่ในอุตสาหกรรม NAND โดย YMTC ใช้แนวทางลักษณะนี้ในเทคโนโลยี Xtacking ก่อนที่ผู้ผลิตรายอื่น เช่น Kioxia, Sandisk และ Samsung จะพัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อในลักษณะใกล้เคียงกัน

การนำ Wafer-on-Wafer Bonding มาใช้กับ G11 จึงเป็นอีกก้าวที่ทำให้ Micron ปรับกระบวนการผลิต NAND ให้รองรับการเพิ่มจำนวนเลเยอร์และความหนาแน่นของข้อมูลได้ดีขึ้น

G11 เตรียมเข้าสู่การผลิตปริมาณมากครึ่งหลังปี 2027

Micron ระบุว่า G11 จะเริ่มเพิ่มกำลังการผลิตในระดับปริมาณมากช่วง ครึ่งหลังของปี 2027 โดยบริษัทจะเปิดเผยรายละเอียดเพิ่มเติมเมื่อเข้าใกล้ช่วงเปิดตัวผลิตภัณฑ์จริง

ดังนั้น แม้เทคโนโลยีจะได้รับการเปิดเผยแล้ว แต่ยังต้องรอว่าผู้ผลิต SSD จะนำ NAND รุ่นนี้ไปใช้ในผลิตภัณฑ์เมื่อใด รวมถึงจะมีรุ่นความจุเท่าใดและตั้งราคาอย่างไร

สำหรับผู้ใช้พีซีทั่วไป ประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นคือ SSD ที่มีความจุสูงขึ้นในขนาดแพ็กเกจใกล้เคียงเดิม หรือการเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์จัดเก็บข้อมูลในระดับองค์กร แต่ยังไม่มีข้อมูลยืนยันว่า SSD สำหรับผู้บริโภคที่ใช้ G11 จะมีราคาต่อความจุต่ำลงมากน้อยเพียงใด

หลัง G11 อาจมุ่งสู่ Ultra Dense Cell Architecture

นอกเหนือจาก G11 แล้ว แผนงานระยะต่อไปของ Micron ยังกล่าวถึงเทคโนโลยีที่เรียกว่า Ultra Dense Cell Architecture และ Breakthrough High-Mobility Material โดยยังไม่ได้เปิดเผยชื่อรุ่น G12 อย่างชัดเจน

ComputerBase มองว่าคำอธิบายดังกล่าวอาจหมายถึงการลดขนาดเซลล์หรือระยะห่างระหว่างเซลล์ลงเพิ่มเติม และการเปลี่ยนวัสดุช่องนำไฟฟ้าจาก Polysilicon ไปใช้วัสดุที่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนได้ดีขึ้น แต่รายละเอียดเหล่านี้ยังเป็นการตีความจากแผนงาน ไม่ใช่ข้อมูลสเปกที่ Micron ยืนยันแล้ว

หากการพัฒนาทำได้ตามเป้าหมาย ก็อาจช่วยให้เทคโนโลยี NAND เพิ่มความหนาแน่นของข้อมูลต่อไปได้อีก โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งการเพิ่มเลเยอร์เพียงอย่างเดียว

สรุป: Micron G11 เป็นการอัปเกรด NAND ครั้งสำคัญจาก G9 ด้วยจำนวนเลเยอร์มากกว่า 400 ชั้น ความหนาแน่นข้อมูลที่บริษัทตั้งเป้าไว้ราว 2 เท่า อินเทอร์เฟซเร็วขึ้นสูงสุด 50% และพลังงานรับส่งข้อมูลต่อบิตลดลงมากกว่า 25% อย่างไรก็ตาม การผลิตปริมาณมากยังต้องรอถึงครึ่งหลังปี 2027 ส่วนราคาและผลิตภัณฑ์ SSD สำหรับผู้บริโภคยังไม่มีการยืนยันอย่างเป็นทางการ

ที่มา: ComputerBase