最終更新 2026-10-19

3D NANDとは

3D NAND Flash
目次8項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. 紛らわしい言葉の切り分け
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連する製品
  6. 関連用語
  7. 比較・違いを学ぶ
  8. 出典・参考資料

定義・解説

3D NAND(3D NAND Flash)は、フラッシュメモリセル(NAND型)を平面ではなく垂直方向(Z軸方向)に多層積層した構造のNAND型フラッシュメモリです。平面(2D)NANDではセルの微細化によって容量を増やしてきましたが、スケーリングの物理的限界(セル干渉・書き込み回数劣化・歩留まり低下)に直面したため、層数を増やすことで容量を拡大する3D化が主流となりました。Samsung・SK Hynix・Micron・Kioxia・Western Digital・YMTCが主要サプライヤーです。

3D NANDの主要技術方式には、(1)Charge Trap Flash(CTF)方式:Samsung V-NAND・SK Hynix・Micron・Kioxia/WDが採用。セル絶縁膜(SiN)に電荷を蓄積する構造で、スケーリングに有利。(2)Floating Gate(FG)方式:初期のIntel/Micronが採用するも現在は主流から外れています。現在は各社とも100層超(Samsung:286層、SK Hynix:321層、Micron:276層)の高層数化競争を展開しています。

3D NANDの製造では、多数の薄膜層(SiO₂/SiN交互成膜→一括エッチングでチャンネルホール形成)を積層するプロセスが必要です。チャンネルホール(高アスペクト比50:1以上)の形成にはLam Research・Tokyo Electronのエッチング装置が、各層の成膜にはApplied Materials・Lam Research・TELのCVD/ALD装置が使われます。層数増加に伴い一製品当たりのウェハ処理時間が延びるため、生産性向上が主要課題です。

3D NANDはSSD・eMMC・UFS(スマートフォン用)・エンタープライズストレージの主記憶媒体として普及しており、AIデータセンターのストレージ容量需要増大を背景に旺盛な需要があります。各セルのビット数によりSLC(1ビット)・MLC(2ビット)・TLC(3ビット)・QLC(4ビット)に分類され、ビット数が増えるほど容量単価は下がりますが、書き込み耐久性・速度は低下します。

3D NANDの最新技術動向として、(1)200〜300層超の高層数化(Samsung 1000層超を宣言)、(2)QLC・PLC(5ビット)化によるビット単価の低減、(3)CMOS under Array(CuA)構造によるフットプリント縮小、(4)スループット向上のための高速書き込みアーキテクチャ、(5)YMTC(中国)の台頭による供給・価格競争激化などが競われています。

図解

3D NANDのセル構造(ワード線積層・電荷トラップ膜・チャネル・ソース線)
1本のチャネルホールが1本のNANDストリングになる。

紛らわしい言葉の切り分け

2D NANDと3D NAND。違いは容量の増やし方です。2D NANDはセルを平面に並べて微細化で容量を増やしてきましたが、限界に達しました。3D NANDはセルを縦に積み重ね、層数を増やして容量を増やします。現在の量産品はほぼすべて3D NANDです。 比較記事 →

関連するデータ・ツール

データALD装置の選び方(方式比較と選定チェックリスト)計算・換算ツール薄膜応力・ウェハ反り 計算ツール(Stoney の式)計算・換算ツールALD サイクル数・成膜時間 計算ツール計算・換算ツールALD 段差被覆・露光量 計算ツール計算・換算ツール3D NAND 容量・ビット密度 計算ツール

この用語を扱う職種

設計・デバイス開発メモリ設計エンジニア事業・サプライチェーン半導体の知財(特許)エンジニア

設備の製造メーカー

この用語に関連する製品

型番は各社の公式製品ページで確認したものです。出典のリンクは各製品ページに載せています。

Reflexion LK Prime CMPApplied Materials・酸化膜CMP装置
Tactras™東京エレクトロン(TEL)・ドライエッチング装置
Flex®Lam Research・酸化膜エッチャー
eSL10™KLA・電子線(EB)検査装置
Helios 5 PFIB DualBeamサーモフィッシャーサイエンティフィック・IC開封・断面加工装置
Producer Precision APF PECVDApplied Materials・PECVD(プラズマCVD)
EXPEDIUS™-i東京エレクトロン(TEL)・ウェットエッチング装置
VECTOR®Lam Research・CVD装置
Producer® Selectra® EtchApplied Materials・酸化膜エッチャー
Producer® Selectra® Mo EtchApplied Materials・金属エッチャー
Olympia® ALDApplied Materials・ALD装置
Producer® XP Precision® CVDApplied Materials・CVD装置

デバイスの製造メーカー

Samsung Electronics(サムスン電子)韓国

世界最大のメモリメーカーであり、先端ロジックファウンドリでもあるIDM。DRAM・NANDフラッシュで市場をリ…

SK hynix(SKハイニックス)韓国

世界第2位のDRAMメーカー、第3位のNANDフラッシュメーカー。AI/HPC向けHBM(高帯域メモリ)で業界…

Micron Technology(マイクロン)米国

米国最大のメモリメーカー。DRAM、NANDフラッシュの両方を製造し、データセンター、自動車、産業用途に強み。

関連する装置カテゴリ

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アドバンテスト日本

比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. Applied Materials「Reflexion LK Prime CMP 製品ページ」(2026/10/07 確認)
  2. 東京エレクトロン(TEL)「Tactras™ 製品ページ」(2026/10/07 確認)
  3. Lam Research「Flex® 製品ページ」(2026/10/07 確認)