El 27 de noviembre de 2025, SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology), la organización de investigación integral dependiente de Samsung Electronics, anunció que su equipo ha publicado un resultado innovador sobre una nueva arquitectura NAND Flash en la principal revista internacional Naturaleza. Según la investigación, al combinar semiconductores ferroeléctricos y semiconductores de óxidola nueva célula NAND puede alcanzar más de 90% reducción de potencia durante las operaciones de cadena y también muestra una gran escalabilidad y capacidad de almacenamiento multibit. Se espera que esta tecnología tenga un profundo impacto en la eficiencia energética de los centros de datos de IA y los dispositivos móviles.
La nueva arquitectura consigue un consumo ultrabajo y almacenamiento multinivel
Según Samsung SAIT, la estructura FeFET/Fe-NAND propuesta en el artículo utiliza las características de polarización de las películas finas ferroeléctricas para almacenar datos. Esto reduce en gran medida la dependencia del alto voltaje y la gran energía de escritura que se observa en las estructuras tradicionales de puerta flotante o trampa de carga.
Al mismo tiempo, los semiconductores de óxido tienen una corriente de fuga extremadamente baja, lo que permite que la cadena NAND funcione con una corriente de fuga casi nula. tensión de paso durante los procesos de lectura y escritura. Esta combinación de materiales conlleva directamente un enorme descenso del consumo de energía. Los datos mostrados en el artículo indican que, durante las operaciones de cadena típicas, la nueva estructura puede conseguir más de 90% y hasta unos 96% de ahorro de energía.
Y lo que es aún más prometedor, la estructura ferroeléctrica admite de forma natural el almacenamiento multinivel. Los experimentos demuestran que puede alcanzar 5 bits por célula, lo que significa que la densidad de almacenamiento futura puede aumentar dentro de un área limitada, igualando e incluso superando la dirección QLC (4 bits) actual de la industria.
Los centros de datos de IA y los dispositivos móviles se beneficiarán enormemente
Esta tecnología se considera una adición disruptiva a las arquitecturas NAND actuales, especialmente en un momento en que el consumo de energía se ha convertido en un importante cuello de botella.
En los centros de datos de IA, el entrenamiento y la inferencia de modelos requieren la lectura y escritura frecuentes de enormes conjuntos de datos, lo que hace que el consumo de energía del almacenamiento aumente constantemente. Si la nueva Fe-NAND puede llegar a la producción en masa tras el desarrollo de ingeniería, su reducción de potencia de funcionamiento de 90% impulsará directamente la eficiencia energética general de los centros de datos, reducirá los costes de electricidad y disminuirá la presión de generación de calor para las grandes instalaciones informáticas.
En los dispositivos móviles y periféricos, las ventajas en la potencia de escritura y en espera prolongarán la duración de la batería y permitirán un procesamiento más complejo de la IA en el dispositivo, especialmente para la inferencia fuera de línea, las tareas de detección continua y el almacenamiento en caché de datos de gran ancho de banda.
Mientras tanto, los dispositivos ferroeléctricos también son naturalmente adecuados para futuras computación en memoria que ofrecen potencial para el hardware neuromórfico.
Antes de la producción en serie hay que resolver varios problemas técnicos
Aunque los resultados del artículo son interesantes, los expertos del sector señalan que los productos comerciales requerirán superar varias barreras de ingeniería, entre ellas:
- Compatibilidad de fabricación: La deposición y el procesamiento térmico de las películas finas ferroeléctricas -y su compatibilidad con los procesos 3D V-NAND existentes- necesitan una mayor validación, especialmente en lo que respecta al rendimiento y la estabilidad en estructuras de gran apilamiento.
- Resistencia y retención de datos: La NAND comercial requiere muchos más ciclos de escritura y retención de datos a largo plazo que los experimentos académicos. El rendimiento a largo plazo de los materiales ferroeléctricos en grandes matrices requiere más pruebas.
- Coherencia de dispositivos y control de errores: La programación multinivel tiene una tolerancia al ruido extremadamente estricta y requiere una optimización conjunta con algoritmos ECC y de programación a nivel de sistema.
- Coste y rendimiento: La introducción de nuevos materiales y estructuras en líneas de producción maduras conlleva inevitablemente retos en cuanto a costes, ventanas de proceso y calidad de la producción en serie.
Por estas razones, el sector cree en general que a corto plazo (1-3 años), los chips de muestra o los productos a pequeña escala pueden aparecer primero en mercados de uso especial o de alto valor, mientras que la entrada en el almacenamiento de consumo general o empresarial llevará más tiempo.
En general, la nueva arquitectura Fe-NAND anunciada por Samsung SAIT en Naturaleza muestra una posible dirección futura para NAND Flash: lograr una mejora importante de la eficiencia energética sin sacrificar la capacidad ni la densidad de almacenamiento. Si en el futuro la ingeniería avanza sin contratiempos, esta tecnología podría convertirse en la base de la próxima generación de memorias no volátiles de bajo consumo, algo especialmente importante en la era de la inteligencia artificial y el alto consumo de energía.
