Toshiba NAND Flash(トウシバナンドフラッシュ)
舛岡富士雄1984年発明のフラッシュメモリ。NOR/NAND型革新+Toshiba 1989年商業化・現代SSD/USB/SDの祖先。
概要
Toshiba NAND Flashは、舛岡富士雄博士(Fujio Masuoka、当時東芝半導体技術研究所、後に東北大学客員教授)が1984年4月に発明したフラッシュメモリ+1987年6月に発明したNAND型フラッシュメモリの総称で、Toshiba(東芝)が1989年に世界初商業化した半導体メモリ史最重要発明の1つ。フラッシュメモリ自体の発明は1984年4月の国際電子デバイス会議(IEDM、サンフランシスコ)で舛岡氏がNOR型フラッシュメモリを発表したことが起点で、その後1987年に東芝技術研究所内でNAND型フラッシュメモリ(Not AND型、AND論理ゲート反転型)を改良発明、両者がそれぞれ用途特化で発展した経緯。NOR型はランダムアクセス可能+バイト単位書込+コード実行用+embedded BIOS/ROM置換用途で1990年代-2000年代主流、NAND型はブロック単位書込+高密度集積+低価格+ストレージ用途で1995年以降のSanDisk CompactFlash・Sony Memory Stick・USBメモリ・microSD・eMMC・UFS・SSD(M.2 NVMe・E1.S/E3.S)の全フラッシュストレージの祖先として爆発的普及した。舛岡氏の発明の革新性は、通常のEPROM(紫外線消去式、Intel 1971年)+EEPROM(電気消去式、1980年)に対し、ブロック単位高速消去(フラッシュ=閃光のように一気に消す)+マスメモリ集積技術+コスト削減を実現した点。NAND型はNOR型に比べて構造が単純(メモリセルあたりの配線が少ない)でセル密度を高めることができるため、1セル0.5μm未満+1チップに数億ビット格納+$1未満/GB等の革新的コスト削減を可能にし、現代のSSD/USB メモリ/SD/microSD/eMMC/UFS/CFexpress等のNANDフラッシュ製品はすべてToshiba 1987年発明の直接子孫。舛岡氏個人の業績は2014年にIEEE Founders Medal+国際半導体産業協会IEEE Robert N. Noyce Medal 2009年受賞+米科学アカデミー会員+仁科記念賞 2007年受賞等で公的に認定+「フラッシュメモリの父」として世界中の半導体業界で尊敬される存在。Toshiba/Kioxia(2018年6月Bain Capital分社化、Toshiba Memory→2019年Kioxia改名)は世界最大のNANDフラッシュメーカーの1つとしてSamsung+SK Hynix+Micron+Western Digitalと並ぶ業界5強を形成、2026年現在も3D NAND(V-NAND/BiCS Flash)+QLC NAND等の革新を継続中。
主な特徴・仕組み
- 発明: 舛岡富士雄博士、東芝半導体技術研究所
- NOR Flash発明: 1984年4月(IEDM 1984)
- NAND Flash発明: 1987年(東芝内部研究)
- 商業化: 東芝1989年(NAND型量産)
- 構造: フローティングゲート式 + 高速ブロック消去
- メモリセル: 1セル 0.5μm未満(90nm時代以降)
- 集積度: 1チップ数億ビット〜TB級(3D NAND)
- 主要用途: SSD・USBメモリ・SD/microSD・eMMC・UFS・CFexpress
- 業界5強: Samsung・SK Hynix(旧Solidigm)・Toshiba/Kioxia・Micron・Western Digital
- 著名受賞: IEEE Robert N. Noyce Medal 2009、IEEE Founders Medal 2014
- 後継: 3D NAND(Samsung V-NAND 2013年、Toshiba BiCS 2015年)
スペック比較表
| 種類 | 発明 | 用途 | 構造特徴 | 主要採用 |
|---|---|---|---|---|
| NOR Flash | 1984/04 舛岡 | コード実行 | ランダムアクセス | BIOS/embedded |
| NAND Flash | 1987 舛岡 | ストレージ | ブロック単位 | SSD/USB/SD |
| EPROM | 1971 Intel | 開発用 | UV消去 | 旧世代ROM |
| EEPROM | 1980 | 設定保存 | バイト単位電気消去 | 設定パラメータ |
| 3D NAND | 2013 Samsung | 大容量SSD | 縦積層構造 | M.2 NVMe SSD |
具体例・対応製品
- Toshiba NAND Flash 4Mb(1989年): 業界初商業NAND
- Toshiba NAND Flash 16Mb(1992年): 集積度向上
- Toshiba CompactFlash(1996年-): SanDisk製品との代替
- Toshiba USB Flash Drive(2001年-): 民生用途
- Toshiba SSD HD-Q1(2010年): 業務用SSD
- Toshiba/Kioxia Solid State Drive シリーズ(2010年代-)
- Toshiba/Kioxia BiCS Flash(2015年-): 3D NAND
- Kioxia BG6 M.2 NVMe(2024年): 最新コンシューマSSD
- SanDisk製品 (1995年-、舛岡発明NAND技術ライセンス採用)
- Samsung NAND(1990年代-、舛岡発明NAND技術ライセンス採用)
- Apple iPhone NAND (2007年-、Toshiba/Samsung/SK Hynix供給)
自作PCでの選び方・注意点
NAND Flashは現代の自作PC+スマートフォン+タブレット+PCケース内SSD/eMMC/UFS+外部USBメモリ/microSD/CFexpress等で全分野で標準採用されており、現代電子機器のほぼ全てがToshiba 1987年発明NAND技術の直接子孫。自作PC SSD選びではToshiba/Kioxia BG6/CD8/CM7+Samsung 990 PRO+WD Black SN850X+Crucial T705+Solidigm P44 Pro等が現代の主要選択肢で、NAND品質+コントローラ性能+DRAM Cache+TBW(Total Bytes Written)寿命+保証期間等で選定。舛岡発明の歴史的価値は2026年現在もIT教育+半導体技術史+日本企業の世界貢献+個人発明家としての成功例として頻繁に言及される。東北大学は舛岡氏の客員教授就任を機に舛岡記念室+フラッシュメモリ博物館+舛岡記念講義シリーズを継続、若手半導体研究者育成の中心拠点として機能。
関連用語との違い
EPROM(Erasable Programmable ROM、1971年Intel発明、紫外線消去式)はNAND/NORの祖先で、UV照射による消去+EPROM Eraserの専用機材必要+消去時間20-30分の制約。EEPROM(Electrically Erasable PROM、1980年)は電気的消去対応で改良されたがバイト単位書込+集積密度低で大容量ストレージに不適。舛岡フラッシュはブロック単位高速消去+マスメモリ集積+$1/GB水準まで価格削減で大容量ストレージ革命を実現、EPROM/EEPROMの根本的限界を打破。3D NAND(Samsung V-NAND 2013年+Toshiba BiCS 2015年)は2D NANDの集積度限界を縦積層構造で突破、100層以上の3D NAND技術でTB級SSDを実現する次世代技術。
よくある質問(FAQ)
Q1: なぜ「フラッシュ」と呼ぶ? A: 舛岡氏が「ブロック単位の高速一括消去」をカメラのフラッシュ(閃光)に例えて命名したのが起源。EPROMの紫外線消去(数十分必要)に対し、フラッシュメモリはマイクロ秒-ミリ秒単位でブロック消去可能で、まさに「閃光のように一気に消す」イメージから命名されました。
Q2: NORとNANDの違いは? A: NOR型(1984年発明)はランダムアクセス可能+バイト単位書込+コード実行可でBIOS/ROM代替用途に最適、NAND型(1987年発明)はブロック単位アクセス+集積密度2倍以上高+コスト数倍安でストレージ用途(SSD・USB・SD)に最適、用途で住み分けています。
Q3: 舛岡氏の業績は世界的にどう評価される? A: 2009年IEEE Robert N. Noyce Medal(半導体業界最高権威の1つ)受賞+2014年IEEE Founders Medal+米科学アカデミー会員+仁科記念賞等で世界的に「フラッシュメモリの父」として尊敬。Apple iPhone・Samsung Galaxy・全SSD等の現代電子機器すべての基盤技術を提供した功績で、半導体産業史で最重要日本人発明家の1人と認知されています。
まとめ
- 舛岡富士雄博士1984年NOR/1987年NAND発明
- 東芝1989年世界初商業化・現代SSD/USB/SDの祖先
- IEEE Robert N. Noyce Medal 2009年受賞
- 全フラッシュストレージ製品の直接子孫
- Toshiba/Kioxia世界最大NANDメーカー継承