アナリスト・機関投資家向け四日市工場見学会
BiCS FLASH™開発ご説明
2016年12月7日
株式会社 東芝 ストレージ & デバイスソリューション社
メモリ事業部 先端メモリ開発センター長
丸山 徹
東芝のファイルメモリ歩み
フラッシュメモリの歴史
2D⇒３D化へのモチベーション
3次元フラッシュ(64層BiCS FLASH )寸法イメージ
3次元技術(64層BiCS FLASH )によるイノベーション
2D/3Dフラッシュ性能比較
TM
TM
BiCS FLASH 開発加速への施策
TM
東芝メモリ技術者のDNA
BiCS FLASH 開発加速
3次元フラッシュメモリへの移行戦略
3次元フラッシュメモリ開発
TM
© 2016 Toshiba Corporation
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東芝フラッシュメモリの歴史
1987年
2000年
2001年
2007年
NAND型
フラッシュメモリを開発⇒東芝発明
SanDisk社とJV事業スタートSDメモリカードを開発
汎用DRAMから撤退 フラッシュメモリを核に事業再編
3次元フラッシュメモリを世界に先駆け学会発表⇒東芝発明
2010年
世界最高集積度 24nmNAND型フラッシュを出荷開始
2011年
世界最小寸法 19nmNAND型フラッシュを出荷開始
2013年
世界最高集積度19nm第二世代多値NAND型
フラッシュを量産開始
2014年
世界最小15nm NAND型フラッシュを量産開始
2015年
2015年
2016年
世界最高集積度48層BiCS FLASH (MLC)を出荷開始
世界最高集積度48層BiCS FLASH (TLC)を出荷開始
世界最高集積度64層BiCS FLASH (TLC)を出荷開始
TM
TM
TM
NAND型フラッシュメモリ
不揮発性記憶素子のフラッシュメモリの一種。NOR型フラッシュメモリと比べて回路規模が小さく、安価で
大容量。書き込みや消去も高速。
東芝が1987年に世界に
先駆けて発明
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3次元フラッシュ製品化へのモチベーション
大
3次元フラッシュ
≧256GB
PC用等
SSD
大容量化追求
容量
128GB
データセンター用
SSD
フラッシュメモリ
64GB
32GB
ウェアラブル
デバイス
≦16GB
タブレット
スマートフォン
高性能・
高信頼追求
カード
小
低
100
1,000
書き換え回数（信頼性）
数万
高
2次元微細化⇒3次元構造化により大容量、
高信頼性の要求される市場開拓を推進
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3次元フラッシュ(BiCS FLASH™)の寸法イメージ
1m
100mm
10mm
1mm
ミジンコ ～2mm
ミツバチ ～15mm
100μm
10μm
1μm
スギ花粉 ～30μm
100nm
インフルエンザウイルス
～100nm
10nm
1nm
DNA 幅
～2nm
100pm
水素原子
～0.1nm
髪の毛 60μm
ウエハ
4~5μm
100nm
2-3nmの機
能膜を積層
300mm
1nm（ナノメートル）は、
10億分の1ｍ（メートル）
単一メモリセル
BiCS FLASH メモリセル
TM
3次元フラッシュ(BiCS FLASH )には超微細構造形成
から超厚膜加工までの幅広いプロセス技術の連携が必要
TM
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3次元技術(64層BiCS FLASH™)によるイノベーション
微細加工技術
直径100nm、深さ4.5umの孔をウエハ上に
1.7兆個同時形成が出来る超微細加工技術
BiCS3断面
セル構造
634m
単一セル
4.5umに64層の
メモリセル
68m
２D比較
アスペクト比にするとスカイツリー®
５棟相当の深穴加工が必要
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2D/3Dフラッシュ性能比較
2次元 (15nm)
3次元 (48層)
記憶素子密度
1
2.3倍
書き換え回数(信頼性)
1
10倍
プログラム速度(性能)
1
2倍
消費電力
１
0.5倍
128GbTLCチップ
256GbTLCチップ
チップ像
256Gb(ギガビット) = 32GB(ギガバイト)
・ 新聞 朝刊 1部200,000文字として約220年分
・音楽CD(650MB) 約50枚分 ・映画DVD(8.5GB) 4枚弱
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BiCS FLASH 開発加速への施策
TM
東芝メモリ技術者のDNA
BiCS FLASH 開発加速
3次元フラッシュメモリへの移行戦略
3次元フラッシュメモリ開発
TM
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東芝メモリ技術者のDNA
世界初の技術を用いての量産化技術経験が蓄積
2014/2Q
15nm (128Gb)
最小
各世代における東芝独自の
「世界初」技術を積極導入し
「最小」、「最多層」を実現してきた
⇒ 大容量化をリード
127mm2
2014/3Q
15nm (128Gb)
最小
D2
100mm2
2015/2Q
3D 48層(128Gb)
最多層
2016/1Q
3D 48層(256Gb)
2016/3Q D2
64層(256Gb)
最多層
* サンプル時期
出典: 東芝推定
2D NAND
A19nm
15nm
BiCS FLASH
2014
技術開発力強化により
市場での先行性を確保
TM
48層
2016
64層
多層化~
2018
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BiCS FLASHTM開発加速
◆技術者リソース強化
・FG開発で世界と競争し続けてきた技術
者の大胆なシフト
世界に先んじるフラッシュ技術開発を遂行する勘所がわ
かった技術者を一括/集団でシフト。
・設備メーカ協業開発体制の促進
BiCS
FLASH™
90%
フラッシュ開発リソース比率
メモリ開発陣の強みの更なる強化
100%
80%
53%
70%
64%
60%
40%
他共通
技術
30%
20%
10%
0%
2013年度
2014年度
2015年度
開発ライン規模
300
250
開発ライン能力
試作工期短縮
93%
50%
200
◆短TAT開発ライン構築
・ライン規模増強、試作平均工期半減化
◆短TAT化に向けた流品システム改良
・超短工期試作 対従来最大1/4化
150
100
50
0
10
11
13下
12
1
13B
2
3
4
5
14上
6
7
14A
8
9
10
11
12
1
14下
2
3
14B
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3次元フラッシュメモリへの移行戦略
1. 2Dにおける高いコスト競争力を実現
2. 48層 : 3D市場の種まき・ 量産技術の確立
3. 64層：生産拡大・コスト競争力の強化
GBコスト
32層
東芝は64層からの
本格的な規模拡大を目指す
15nm
世界最小
2D NAND
48層
N-Y2
量産立ち上げ
64層
世界初のサンプル出荷
→量産開始、生産拡大
15年
16年
17年
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3次元フラッシュメモリの開発
さらなる3D技術の深化で高集積度化・コスト競争力強化
3D技術の深化
 超積層化技術 (100層を超える積層技術)
 縦方向縮小技術
 チップ縮小技術
ReRAM
(周辺回路とメモリアレイの効率配置)
BiCS
FLASHTM
Gen.2
48層
256Gb
TLC
量産中
BiCS
FLASHTM
Gen.3
64層
16年7月
サンプル出荷開始
量産ウエハ
投入済み
長期的な
高集積度化・
コスト競争力
強化を実現
BiCS
FLASHTM
Gen.4
3D製造イノベーション
 ナノインプリント(NIL)技術による微細化、
コスト削減
 高生産性生産技術 (成膜・エッチング加工)
 高効率生産 (全棟統合生産）
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・ 3D 世界初の技術を積極導入
・ 2D開発で世界と競争し先頭を走り続けた技術陣が
３D開発に参加。3Dでも先頭を走る！
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熊本地震に伴う営業状況について