Samsung V-NAND (Vertical NAND)（ブイナンド）
Samsung 2013年8月世界初発表の3D NAND 技術。Charge Trap 方式 + Punch-and-Plug 構造で24層→286層 (2023年V9)、SSD 主流NAND メーカ地位の基盤。
概要
Samsung V-NAND (Vertical NAND) はSamsung が2013年8月に世界初発表した3D NAND技術。Choi Jung-Hyuk 等が主導開発、Charge Trap Flash (CTF) 方式 + 「Punch-and-Plug」(1ステップで全層に穴を開ける) 製造方式を特徴とする。2D NAND の20nm 以下の微細化限界突破に成功、Samsung のSSDメーカ地位を10年以上確立した記念碑的技術。
V-NAND 世代史
| バージョン | 年 | 層数 | 主要採用SSD |
|---|---|---|---|
| V1 | 2013-08 | 24 | Samsung 850 PRO (前世代) |
| V2 | 2015 | 32 | Samsung 850 EVO |
| V3 | 2016 | 48 | Samsung 950 / 960 PRO |
| V4 | 2017 | 64 | Samsung 860 PRO |
| V5 | 2018 | 96 | Samsung 970 EVO Plus / 980 |
| V6 | 2019 | 128 | Samsung 980 PRO |
| V7 | 2021 | 176 | Samsung 990 PRO |
| V8 | 2022 | 236 | Samsung PM9C1a (DC) |
| V9 | 2023 | 286 | Samsung PM9D3a (DC) / 9100 PRO (噂) |
| V10 | 2025 (予定) | 380+ | (未発表) |
Charge Trap Flash (CTF)
V-NAND のセル方式 (Samsung 独自最適化):
- 絶縁体 (Si3N4 = 窒化シリコン) に電子を直接トラップ
- Floating Gate より単純・微細化容易
- 3D 縦積みに最適 (FG は構造的に困難)
- セル間干渉削減
- 寿命改善
Punch-and-Plug 製造方式
V-NAND 独自製造方式 (Samsung 特許):
- 全層を1ステップで一気にエッチング (深い穴開け)
- 穴内壁にCharge Trap 層 (SiN) 形成
- 中央にチャネル材料を注入
- 1ダイで数百万穴を同時製造
利点:
- 製造工程簡素
- 高い垂直性
- スケール大
困難:
- 深い穴開けの精度要求 (300L で1穴 30μm 深さ)
- アスペクト比 100:1+ の極限技術
V8 / V9 主要諸元
| 項目 | V8 (236L) | V9 (286L) |
|---|---|---|
| 層数 | 236 | 286 |
| 製造プロセス | 14nm Logic Layer | 14nm |
| ダイあたり容量 | 1Tb / 1.5Tb | 1Tb / 1.5Tb |
| 動作電圧 | 1.2V (内部) | 1.2V |
| I/O 速度 | 2.4 GT/s (NV-LPDDR4) | 3.2 GT/s |
| セル種 | TLC / QLC | TLC / QLC |
| 寿命 (TLC) | 3,000 PE | 5,000 PE |
Samsung SSD への採用
| Samsung SSD | NAND 世代 | 公開 |
|---|---|---|
| 850 PRO | V1 (旧) → V2 | 2014-2015 |
| 860 PRO | V4 (64L) | 2018 |
| 970 EVO Plus | V5 (96L) | 2019 |
| 980 PRO | V6 (128L) | 2020 |
| 990 PRO | V7 (176L) | 2022 |
| 9100 PRO | V9 (286L) | 2025 (噂) |
V10 (380+層・2025年予定)
Samsung は2024年に V10 (380+層) の研究公開、2025-2026年量産予定。Bonded Stack (2-3 Stack を貼り合わせ) 方式で500-1000L まで拡張視野。SK hynix 321L (2024) を超える層数で技術リーダ復帰を狙う。
関連用語との違い
- vs SK hynix 4D NAND: 競合・Xtacking 方式
- vs Kioxia BiCS: BiCS は別構造・Multi-Hole アプローチ
- vs Micron 3D NAND: 旧FG 方式 (移行中)
FAQ
Q1: V-NAND と V8 の関係? A: V-NAND が技術ブランド名・V1 / V2 / ... V9 が世代名。V8 = 第8世代V-NAND (236層)。
Q2: Samsung SSD で世代確認? A: 数字大 (V8 > V7 > ...) が新世代。990 PRO はV7 / 9100 PRO はV9 予定。基本的に新Samsung SSD が新世代V-NAND。
Q3: 競合と比べて優位? A: 2013-2022年は技術リーダ・2024年現在SK hynix が321L で追越し。Samsung V10 (2025) で奪還狙う。