Prototyp: Samsung hat Flash-Speicher mit 900 Lagen gefertigt
Im Jahr 2026 will Samsung mit dem Fertigungsprozess V10 mit vertikal gestapelten Zellen wieder die technologische Führung bei NAND-Flash übernehmen. Über 400 Lagen von Speicherzellen sollen hier gestapelt werden. Führend ist aktuell SK Hynix mit 321 Lagen. Aufbauend auf dem V10-Prozess planen Samsungs Ingenieure bereits einen noch deutlicheren Sprung: Das südkoreanische Portal ET News berichtet über einen Prototyp mit 900 Lagen(öffnet im neuen Fenster).
Um auf 900 Lagen zu kommen, werden zwei Dies mit 450 Flash-Zellen mittels Hybrid Copper Bonding(öffnet im neuen Fenster) gestapelt. Das plant Samsung auch für seinen HBM4e-Speicher, bei dem DRAM-Dies gestapelt werden. Das Stapeln von Dies ermöglicht eine deutlich stärkere Steigerung der Bitdichte als eine Erhöhung der Lagenanzahl – auch wenn Samsung die mit dem Schritt von V9 auf V10 um fast 50 Prozent steigern könnte.
Samsung plant nicht als einziger Hersteller gestapelten Flash-Speicher: Sandisk will sogenannten High Bandwidth Flash (HBF) als Alternative zu gestapelten DRAM (High Bandwidth Memory, HBM) etablieren. Hier steht die Bandbreite im Fokus, per Thermokompressions-Bonding sollen bis zu 16 Dies gestapelt werden.
Technische Herausforderungen beim Verbinden der Wafer
Hybrid Copper Bonding ermöglicht noch einmal höhere Kontaktdichten. Allerdings bringt der Prozess einige Herausforderungen mit sich. Die Wafer werden vor dem Zerteilen (Dicing) verbunden, anfangs sollen dabei Verformungen der Wafer (Warping) Probleme verursacht haben. Die hätten die Ingenieure mit einem neu entworfenen Substrathalter (Chuck) in den Griff bekommen, so ET News.
Durch eine verbesserte Overlay-Korrektur sollen zudem die Kontakte der Wafer exakter aufeinanderliegen. Verbesserte Leiterstrukturen für Word- und Bit-Lines sollen den Speicher zudem effizienter und kompakter machen. Unklar ist, ob diese Verbesserungen Teil des V10-Prozesses oder darüber hinausgehende Optimierungen sind.
Wann der nun zweifach gestapelte Flash-Speicher den Weg in die Serienfertigung findet, ist noch unklar. Attraktiv ist er besonders für Rechenzentren, die auch aufgrund des KI-Booms vermehrt Speicherkapazität nachfragen. Flash-Speicher ermöglicht dabei hohe Kapazität auf kleinem Raum.
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