{"id":13690,"date":"2025-11-28T14:20:03","date_gmt":"2025-11-28T06:20:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oscoo.com\/?p=13690"},"modified":"2025-11-28T14:20:42","modified_gmt":"2025-11-28T06:20:42","slug":"new-nand-flash-architecture-published-in-nature","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/news\/new-nand-flash-architecture-published-in-nature\/","title":{"rendered":"Neue NAND-Flash-Architektur in Nature ver\u00f6ffentlicht"},"content":{"rendered":"
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Am 27. November 2025 gab das SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology), die umfassende Forschungsorganisation von Samsung Electronics, bekannt, dass sein Team ein bahnbrechendes Ergebnis zu einer neuen NAND-Flash-Architektur in der f\u00fchrenden internationalen Fachzeitschrift ver\u00f6ffentlicht hat Natur<\/em><\/a><\/span>. Der Forschung zufolge wird durch die Kombination ferroelektrische Halbleiter<\/strong>\u00a0und Oxid-Halbleiter<\/strong>kann die neue NAND-Zelle Folgendes erreichen \u00fcber 90% Leistungsreduzierung<\/strong>\u00a0w\u00e4hrend der String-Operationen und weist au\u00dferdem eine hohe Skalierbarkeit und Multibit-Speicherf\u00e4higkeit auf. Es wird erwartet, dass diese Technologie einen gro\u00dfen Einfluss auf die Energieeffizienz von KI-Rechenzentren und mobilen Ger\u00e4ten haben wird.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Neue Architektur erm\u00f6glicht extrem niedrigen Stromverbrauch und Speicherung auf mehreren Ebenen<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Nach Angaben von Samsung SAIT nutzt die in der Arbeit vorgeschlagene FeFET\/Fe-NAND-Struktur die Polarisationseigenschaften ferroelektrischer D\u00fcnnschichten zur Datenspeicherung. Dadurch wird die Abh\u00e4ngigkeit von hoher Spannung und gro\u00dfer Schreibenergie, wie sie bei herk\u00f6mmlichen Floating-Gate- oder Charge-Trap-Strukturen auftritt, erheblich reduziert.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Gleichzeitig weisen Oxid-Halbleiter einen extrem niedrigen Leckstrom auf, so dass der NAND-String mit nahezu Null betrieben werden kann. Durchgangsspannung<\/strong>\u00a0bei Lese-\/Schreibvorg\u00e4ngen. Diese Materialkombination f\u00fchrt direkt zu einem enormen R\u00fcckgang des Energieverbrauchs. Die in dem Papier dargestellten Daten zeigen, dass die neue Struktur bei typischen String-Operationen Folgendes erreichen kann mehr als 90% und bis zu etwa 96% Energieeinsparungen<\/strong>.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Noch vielversprechender ist, dass die ferroelektrische Struktur die Speicherung auf mehreren Ebenen unterst\u00fctzt. Experimente zeigen, dass sie bis zu 5 Bits pro Zelle<\/strong>Das bedeutet, dass die k\u00fcnftige Speicherdichte auf begrenzter Fl\u00e4che erh\u00f6ht werden kann und die derzeitige QLC (4-Bit)-Richtung der Branche erreicht oder sogar \u00fcbertrifft.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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KI-Rechenzentren und mobile Ger\u00e4te werden davon stark profitieren<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Diese Technologie wird als bahnbrechende Erg\u00e4nzung zu den derzeitigen NAND-Architekturen angesehen, insbesondere in einer Zeit, in der der Stromverbrauch zu einem gro\u00dfen Engpass geworden ist.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In KI-Rechenzentren erfordern Modelltraining und Inferenz h\u00e4ufiges Lesen und Schreiben riesiger Datens\u00e4tze, wodurch der Stromverbrauch des Speichers stetig steigt. Wenn der neue Fe-NAND-Speicher nach der technischen Entwicklung die Massenproduktion erreichen kann, wird seine 90%-Betriebsleistungsreduzierung die Gesamtenergieeffizienz von Rechenzentren direkt steigern, die Stromkosten senken und den Druck durch die W\u00e4rmeerzeugung in gro\u00dfen Rechenanlagen verringern.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In mobilen und Edge-Ger\u00e4ten werden die Vorteile bei der Schreib- und Standby-Leistung die Akkulaufzeit verl\u00e4ngern und komplexere ger\u00e4teinterne KI-Verarbeitung unterst\u00fctzen, insbesondere f\u00fcr Offline-Inferenz, kontinuierliche Erfassungsaufgaben und Datencaching mit hoher Bandbreite.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Inzwischen eignen sich ferroelektrische Bauelemente nat\u00fcrlich auch f\u00fcr k\u00fcnftige speicherinterne Berechnungen<\/strong>\u00a0Architekturen, die Potenzial f\u00fcr neuromorphe Hardware bieten.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Vor der Massenproduktion m\u00fcssen mehrere technische Herausforderungen gel\u00f6st werden<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Obwohl die Ergebnisse der Studie sehr interessant sind, weisen Branchenexperten darauf hin, dass f\u00fcr kommerzielle Produkte mehrere technische Hindernisse \u00fcberwunden werden m\u00fcssen, u. a:<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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  • Kompatibilit\u00e4t bei der Herstellung: <\/strong>Die Abscheidung und thermische Verarbeitung ferroelektrischer D\u00fcnnschichten - und ihre Kompatibilit\u00e4t mit bestehenden 3D-V-NAND-Prozessen - m\u00fcssen weiter validiert werden, insbesondere im Hinblick auf die Ausbeute und Stabilit\u00e4t in High-Stack-Strukturen.<\/li>
  • Ausdauer und Datenspeicherung: <\/strong>Kommerzielles NAND erfordert weitaus mehr Schreibzyklen und langfristige Datenspeicherung als akademische Experimente. Die langfristige Leistung ferroelektrischer Materialien in gro\u00dfen Arrays muss weiter getestet werden.<\/li>
  • Ger\u00e4tekonsistenz und Fehlerkontrolle: <\/strong>Die Multi-Level-Programmierung hat eine extrem hohe Rauschtoleranz und erfordert eine gemeinsame Optimierung mit ECC- und System-Level-Programmieralgorithmen.<\/li>
  • Kosten und Ertrag: <\/strong>Die Einf\u00fchrung neuer Materialien und neuer Strukturen in ausgereifte Produktionslinien bringt unweigerlich Herausforderungen in Bezug auf Kosten, Prozessfenster und Massenproduktionsqualit\u00e4t mit sich.<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Aus diesen Gr\u00fcnden geht die Branche im Allgemeinen davon aus, dass kurzfristig (in 1 bis 3 Jahren) Musterchips oder Produkte in kleinem Ma\u00dfstab zuerst auf Spezial- oder hochwertigen M\u00e4rkten erscheinen werden, w\u00e4hrend der Eintritt in den Mainstream-Speicher f\u00fcr Verbraucher oder Unternehmen l\u00e4nger dauern wird.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Insgesamt ist die neue Fe-NAND-Architektur, die von Samsung SAIT in Natur<\/em>\u00a0zeigt eine m\u00f6gliche zuk\u00fcnftige Richtung f\u00fcr NAND-Flash auf: eine erhebliche Verbesserung der Energieeffizienz ohne Einbu\u00dfen bei der Kapazit\u00e4t oder Speicherdichte. Wenn die weitere Entwicklung reibungslos verl\u00e4uft, k\u00f6nnte diese Technologie eine wichtige Grundlage f\u00fcr die n\u00e4chste Generation von nichtfl\u00fcchtigen Speichern mit geringem Stromverbrauch werden - besonders wichtig in einer KI-gesteuerten \u00c4ra mit hohem Stromverbrauch.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Der Forschung zufolge kann die neue NAND-Zelle durch die Kombination von ferroelektrischen Halbleitern und Oxid-Halbleitern eine Leistungsreduzierung von mehr als 90% bei String-Operationen erzielen und weist zudem eine hohe Skalierbarkeit und Multi-Bit-Speicherf\u00e4higkeit auf. <\/p>","protected":false},"author":4,"featured_media":13698,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[52],"tags":[],"class_list":["post-13690","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-news"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13690","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13690"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13690\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13702,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13690\/revisions\/13702"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13698"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13690"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13690"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13690"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}