Планы Samsung: 16-слойная 3D DRAM с использованием VCT DRAM

На международной конференции производителей компьютерной памяти IMW 2024 компания Samsung недавно представила свои разработки в области инноваций DRAM, согласно данным ZDNet Korea. Ли Си-у, вице-президент Samsung, рассказал об исследованиях Samsung в области 4F Square VCT DRAM и 3D DRAM.

«Промышленные разработки, такие как гипермасштабирующий ИИ и ИИ по требованию, требуют больших возможностей обработки памяти. С другой стороны, технология микропроцессора существующей DRAM ограничена», — сказал Ли. Но в ближайшие годы, по прогнозам Ли, «ожидается, что в структуре клеток произойдут новые инновации».

Одним из таких нововведений является появление 4F Square VCT DRAM, самой компактной конструкции DRAM на сегодняшний день. В конструкции 4F Square будет использоваться вертикальное штабелирование, что позволит уменьшить размеры ячеек DRAM примерно на 30 % по сравнению с сегодняшней стандартной структурой ячеек DRAM 6F Square. 4F Square, помимо того, что он более компактен по горизонтали, станет более энергоэффективным, чем его предшественники, но требует предельной точности в изготовлении, лучших материалов для производства и дальнейших исследований, чтобы сделать его масштабируемым и массово производимым. Лишь немногие компании заявляют, что до сих пор технология работала.

«Многие компании предпринимают усилия по переходу на 4F Square VCT DRAM», — сказал вице-президент Ли. «Однако, чтобы это произошло, разработка новых материалов, таких как материалы с оксидными каналами и сегнетоэлектрики, должна иметь приоритет». Процесс 4F Square от Samsung будет выпущен для внутреннего использования в 2025 году, как было объявлено на выставке IMW 2024.

Вертикальное стекирование DRAM, такое как 4F Square и, в конечном итоге, настоящее 3D DRAM, является следующим шагом на пути инноваций в увеличении емкости и эффективности DRAM. Отрасль стремится к этому уже более десяти лет, но особенно этому способствовал коммерческий и функциональный успех 3D NAND — аналогичного принципа, применяемого к флэш-памяти NAND. 3D NAND, впервые представленная на рынке компанией Samsung в 2013 году (Samsung называет ее V-NAND), станет источником вдохновения для 3D DRAM, но с одним существенным недостатком.

Флэш-память NAND — это технология с пассивным питанием, поэтому она может сохранять данные даже в выключенном состоянии, подобно тому, как сотовый телефон хранит файлы даже в выключенном состоянии. Эта энергонезависимая память сильно отличается от DRAM, энергозависимой памяти, которая может сохранять данные только при наличии питания. Энергозависимая природа DRAM делает ее значительно быстрее и надежнее, чем NAND, но это также значительно усложняет объединение слоев DRAM, чем объединение NAND, поскольку больше энергии и данных должно иметь возможность перемещаться вверх и вниз по составным слоям.

Эта серьезная инженерная задача, а также уверенность Samsung в том, что 3D DRAM потребует внедрения новых материалов для конденсаторов и битовых линий, означают, что Samsung не планирует выпускать 3D DRAM в продажу до 2030 года. Samsung, скорее всего, не проиграет в этой гонке, поскольку их внутренние прогнозы опережают ожидания отрасли. Tokyo Electron прогнозирует, что даже VCT DRAM не увидит коммерческого выпуска до 2027 года.

Но Samsung, как известно, и раньше игнорировал тенденции в отношении ожиданий относительно памяти. Считалось, что 3D NAND имеет теоретический потолок в 128 слоев, но Samsung готова выпустить в этом году продукты с 290 слоями.