Un equipo de 34 ingenieros de Samsung ha presentado una investigación en la revista Nature que propone una nueva forma de reducir drásticamente el consumo energético de la memoria NAND Flash. El estudio, realizado por el Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) y el Semiconductor R&D Center, demuestra que al combinar materiales ferroeléctricos con semiconductores de óxido, se consigue disminuir la energía necesaria para las operaciones de lectura y escritura hasta en un 96%.
El avance ataca un problema estructural del NAND moderno: a medida que las pilas de celdas se vuelven más altas para aumentar la capacidad, las señales eléctricas recorren trayectos más largos, lo que incrementa el consumo y la latencia. Los intentos previos con diseños ferroeléctricos no habían logrado un equilibrio entre densidad, estabilidad y potencia, algo que esta nueva aproximación parece haber resuelto.
Rediseño de la celda y eficiencia en operaciones string-level
El método de Samsung aprovecha las propiedades eléctricas de los semiconductores de óxido, tradicionalmente vistos como un obstáculo por su control limitado de voltaje umbral. En este caso, ese comportamiento permite reducir la potencia de conmutación sin comprometer la densidad de almacenamiento, incluso con 5 bits por celda (QLC/Penta-Level).
Reconfigurando la estructura del transistor y aplicando estos materiales en un diseño NAND multicapa, el equipo logra una reducción significativa de consumo en operaciones string-level, el nivel en que se leen y escriben datos a través de celdas conectadas en serie. Según el documento, la arquitectura mantiene compatibilidad con los procesos industriales actuales, lo que facilitaría su adopción comercial.
Implicaciones para centros de datos y dispositivos móviles
De implementarse a gran escala, esta innovación podría reducir el gasto energético de los centros de datos y mejorar la autonomía en dispositivos móviles y edge AI, dos segmentos donde el consumo de memoria representa un factor clave. En un contexto de crecimiento constante del mercado, el impacto potencial sería considerable: según Omdia, los ingresos globales por NAND Flash pasarán de 65.600 millones de dólares en 2024 a 93.700 millones en 2029, con una tasa media de crecimiento anual del 17,7%.
La reducción de consumo en operaciones NAND permitiría disminuir la carga térmica, alargar la vida útil de los chips y favorecer implementaciones más sostenibles, especialmente en infraestructuras cloud y servidores de IA que operan de forma continua.
Contexto industrial y futuro de la línea de producción
Paradójicamente, la investigación llega en un momento en el que Samsung se muestra más cautelosa respecto al mercado NAND, mientras la demanda y los precios de DRAM experimentan un repunte. La compañía planea convertir parte de sus líneas de producción en Pyeongtaek y Hwaseong hacia la fabricación de DRAM, dejando su próxima Pyeongtaek Fab 4 (P4) dedicada exclusivamente a ese tipo de memoria.
Aun así, este trabajo reafirma el liderazgo de Samsung en el desarrollo de tecnologías de memoria avanzada y su capacidad de innovar en campos donde la eficiencia energética y la escalabilidad se han convertido en factores estratégicos. Si la solución ferroeléctrica logra integrarse en producción, podría redefinir el diseño de las NAND Flash de próxima generación.
Vía: TechPowerUp
