フラッシュメモリとその応用に関する世界最大のイベント「フラッシュメモリサミット(FMS: Flash Memory Summit)」(毎年8月上旬に米国カリフォルニア州サンタクララコンベンションセンターで開催)では最近、3D XPointメモリをテーマとする講演セッションが恒例となりつつある。 この講演セッションでは、開発企業であるIntelあるいはMicron Technology(以降は「Micron」と表記)が、3D XPointメモリの製造技術やデバイス技術などを述べることは、ない。その代わりに、半導体のアナリストやシリコンダイの分析サービス企業などが3D XPointメモリの現状や動向を語るのが通例となっている。 今年(2019年)のFMSでも、2名の著名なアナリストによる講演が3D XPointメモリの動向を明らかにしてくれた。2名のアナリストとは、Mark Webb氏とJim Handy氏である。両名とも半導体メモリ業界では良く知られたアナリストだ。そこで本コラムでは両名の講演内容をベースに、3D XPointメモリの過去から現在、そして未来を展望する。

現在:第2世代(Gen2)の3D XPointメモリを開発中 現在出荷されている3D XPointメモリは、開発世代としては「第1世代(Gen1)」と呼ばれている。64Gbitのクロスポイントアレイを2層構造にした、128Gbitの大容量不揮発性メモリである。「第1世代(Gen1)」の量産出荷がはじまってから2年が経過した。この間に性能が向上し、書き換え可能回数が大幅に増えたとWebb氏は指摘する。 第1世代(Gen1)の推定性能は以下のとおりである。読み出し遅延時間(レイテンシ)は約125ns、書き込み遅延時間は読み出しよりも長い。Optane DIMMの仕様では読み出し遅延時間は350nsである。書き込み遅延時間は約650ns以上と推測する。シリコンダイの書き換え可能回数は20万回と、NANDフラッシュメモリに比べるとかなり多い。 続く「第2世代(Gen2)」の3D XPointメモリをIntelとMicronは共同開発している。2020年には製品あるいは応用品の発表があると期待される。Gen2の予想される姿は、4層構造によって記憶容量を256Gbitに増やしたシリコンダイである。多値記憶は採用しない。Gen1に比べ、ビット当たりの製造コストは35%ほど低下する。

現在:IntelとMicronのビジネスモデルの違い これまでのところ、Intelは「Optane」ブランドで3D XPointメモリの応用製品を順次開発し、販売してきた。これに対して共同開発企業のMicronは「QuantX(クアンテックス)」というブランドを発表したものの、現在に至るも製品を発表していない。Micronによる3D XPointメモリの売り上げは、ほぼゼロだと見られる。 Intelには3D XPointメモリを普及させる動機があり、資金力もある。同社の主力事業はプロセッサであり、プロセッサを販売するために、メモリとストレージも手掛けている。すでに説明したように、メモリとストレージでは赤字での販売も許容する。 一方でMicronは、半導体メモリベンダーであり、さまざまなプロセッサアーキテクチャに対応した製品を販売している。利益を稼いでいるのはDRAMであり、NANDフラッシュメモリである。DRAMとNANDフラッシュの利益を食いつぶすような製品は、出しにくい。たとえばDRAMの販売増に貢献するような製品を3D XPointメモリで販売することが望ましい。しかし「第1世代(Gen1)」では、そのような製品は開発できなかったようだ。 といってもMicronが3D XPointメモリの開発と販売を諦めたわけではない。「第2世代(Gen2)」品の開発完了を待って、市場を開拓していくと見られる。

現在:3D XPointと競合する大容量不揮発性メモリの開発 大手半導体メモリベンダーはほぼすべて、3D XPointと競合する大容量不揮発性メモリの開発を手掛けている。メモリ技術はおもに3つある。1つは、相変化メモリ(PCM)を記憶素子とする3次元クロスポイント構造の大容量不揮発性メモリだ。3D XPointメモリと類似の技術だと言える。試作チップが国際学会で発表済みである。 もう1つは、抵抗変化メモリ(ReRAM)を記憶素子とする3次元クロスポイント構造の大容量不揮発性メモリだ。こちらも試作チップが国際学会で発表済みである。 3番目は、3D NANDフラッシュ技術をベースに、メモリセルの記憶方式を1bit/セル(SLC)方式にすることで高速化したフラッシュメモリだ。「LL(Low Latency)フラッシュ」とも呼ばれる。すでにNANDフラッシュメモリの大手ベンダーが、メモリ製品とSSDを開発あるいは販売しつつある。

未来:共同開発の終了から独自開発へ IntelとMicronは昨年(2018年)7月に、第2世代(Gen2)の3D XPointメモリの共同開発完了をもって、共同開発契約を終了させると公式に発表した。続く同年10月には、両社の合弁企業であるIM Flash Technologies(以降は「IMFT」と表記)のIntel持ち分(株式など)をすべてMicronが購入すると公式に発表した。IMFTは3D XPointメモリの共同開発拠点であり、生産拠点でもある。 IMFTはMicronの完全子会社となるものの、Intel向けに3D XPointメモリの生産を継続する。IMFTは、生産能力を現在の2倍～3倍に拡大する余力があるとWebb氏は推測する。Intelは、第2世代(Gen2)以降の3D XPointメモリの開発拠点を米国ニューメキシコ州リオランチョ(Rio Rancho)に移転した。