透過 SSD 的永續再利用，為解決資料社會的環境問題做出貢獻

透過記憶體技術打造具創作力的世界
2024 年 7 月 8 日

資料社會中拋棄式儲存裝置的問題

隨著數位社會的發展，對資料儲存和處理的需求持續急劇增加。同時，由於不斷生產和使用電子裝置，導致電子垃圾增加，正迅速成為社會問題。

根據《2024 年全球電子垃圾監測報告》¹ 估計，2022 年全球產生的電子垃圾竟然高達 6,200 萬噸，其中只有 22.3% 正確收集和回收。此外，預測到 2030 年，產生的電子垃圾量將達到 8,200 萬噸，回收率降至 20%。

¹ 聯合國訓練研究所：2024 年全球電子垃圾監測

PC 和資料中心常用的資料儲存裝置之一，便是 SSD (固態硬碟) 中使用的 NAND 快閃記憶體。然而，3D 快閃記憶體會因為重複資料重寫而退化，最終導致使用壽命結束時必須處置。使用者不再使用的 SSD，即使在使用壽命結束前，也會因為資訊洩漏的風險而遭到實體銷毀和處置。

處置 SSD 會增加稀少資源的消耗，包括稀有金屬。此外，SSD 的製造過程需要大量電力，從而增加二氧化碳排放量。隨著全球流通的數位資料量持續增加，解決眼下問題的重要性日漸凸顯。

儲存裝置重複使用趨勢

美國國家標準暨技術研究院 (NIST) 發布的《媒體淨化準則》² 根據媒體類型和儲存資料的機密性，定義了適當的資料淨化方法。其中提到在某些情況下，從環境角度來看，需要重複使用產品時，資料清除會比硬體銷毀來得合適。該準則還強調應評估資料淨化的成本和環境影響。

日本總務省於 2022 年修訂了《地方政府資訊安全政策指南》，從必須進行處置的前提，變更為考慮再利用不再需要的儲存裝置和其他媒體。³

這強調了針對儲存裝置的使用，同時考慮資訊安全和環境考量的重要性。

² 美國國家標準暨技術研究院：媒體淨化準則

³ 參考：日本總務省發布的《地方政府資訊安全政策指南》。2020 年 12 月版的準則規定：「處理資訊資產的人處置電子儲存媒體之方式，必須使得不再需要時媒體上的資訊不可復原，以確保所記錄資訊之機密性。」然而，在 2022 年 3 月版的準則中，修訂為「處置資訊資產或歸還租賃媒體的人，必須根據資訊之機密性確保電子儲存媒體上的資訊不可復原。」

鎧俠集團的方法：開發技術以增強 SSD 重複使用的可能性

2023 年，鎧俠宣佈其開發了全球首創的技術，可透過熱處理回復 3D 快閃記憶體的特性，以實現半永久性使用。⁴ 鎧俠藉由將此技術用於實際用途，提高 SSD 重複使用的可能性，同時減少二氧化碳排放和電子垃圾。

⁴ Yuta Aiba 等人，「示範以低溫運作對每單元 7 位元的 3D 快閃記憶體進行回復退火，以實現 BiCS 和永續性 (Demonstration of Recovery Annealing on 7-bits per Cell 3D Flash Memory at Cryogenic Operation for Bit Cost Scalability and Sustainability)」，2023 年 IEEE VLSI 技術和電路研討會 (IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits)。

快閃記憶體再生的革命性方法

當 3D 快閃記憶體因多個程式/清除循環，以及單元閾值電壓 (Vth) 和資料保留退化等單元特性，導致使用壽命結束，就不再能滿足儲存效能要求。鎧俠在全球首先示範了 3D 快閃記憶體的單元特性，可以透過使用單元中編程的特定值進行退火，使其回復到初始狀態，並且可以重複應用此回復過程。

鎧俠已確認可在約 150°C 的退火溫度下達成回復效果，不僅能針對快閃記憶體晶片和封裝裝置，還能針對整個 SSD 模組進行回復，包括實作元件和控制器。⁵

鎧俠透過這項技術大幅延長 SSD 的使用壽命，並降低處置 SSD 的需求程度，有助減少資源消耗和耗電量，並將數位社會對環境的影響降至最低。

⁵ Hitomi Tanaka 等人，「透過回復退火技術克服 3D 快閃記憶體的產品壽命結束，以在半導體製造實現碳中和 (Overcome the End of Life of 3D Flash Memory by Recovery Annealing， Aiming for Carbon Neutrality in Semiconductor Manufacturing)」，2024 年 IEEE 國際記憶體研討會 (IEEE International Memory Workshop)。