[News] Uma novidade rodada de inovação tecnológica no mercado de memória está a caminho #ÚltimasNotícias

Em meio à vaga de aplicações de IA, a demanda por memória de cima desempenho continua a crescer rapidamente, com a DRAM, representada pela HBM, ganhando força significativa. Enquanto isso, para atender ainda mais à demanda do mercado, os fabricantes de memória estão prontos para abraçar uma novidade rodada de “revolução” tecnológica da DRAM.

• 4F Square DRAM sendo desenvolvido suavemente

De conformidade com um relatório do meio de notícia coreano Chosun Biz, o vice-presidente da Samsung Electronics, Changsik Yoo, anunciou recentemente que a tecnologia DRAM de próxima geração da Samsung está progredindo muito. Além da produção em tamanho bem-sucedida de 1b DRAM, o desenvolvimento da tecnologia 4F Square DRAM também está ocorrendo sem problemas, com a modelo inicial de 4F Square DRAM definida para ser desenvolvida até 2025.

Fontes da indústria citadas pela conta do WeChat DRAMeXchange indicam que a estrutura inicial da célula DRAM era 8F Square, enquanto a DRAM comercializada atualmente usa principalmente 6F Square. Comparada a essas duas tecnologias, a 4F Square emprega uma estrutura de transistor de conduto vertical (VCT), que pode reduzir a extensão da superfície do chip em 30%.

À medida que a extensão da célula diminui, a densidade e o desempenho da DRAM aumentam. Portanto, impulsionada por aplicações uma vez que IA, a tecnologia 4F Square é gradualmente procurada pelos principais fabricantes de armazenamento.

Anteriormente, a Samsung declarou que muitas empresas estão trabalhando para fazer a transição de sua tecnologia para DRAM VCT quadrada 4F, embora alguns desafios precisem ser superados, incluindo o desenvolvimento de novos materiais, uma vez que materiais de conduto de óxido e ferroelétricos.

Fontes da indústria acreditam que a modelo inicial da DRAM 4F Square da Samsung em 2025 pode ser para lançamento interno. Outro obreiro de semicondutores, a Tokyo Electron, estima que a DRAM usando VCT e tecnologia 4F Square sairá entre 2027 e 2028.

Aliás, relatos anteriores da mídia mencionaram que a Samsung planeja empregar a tecnologia Hybrid Bonding para dar suporte à produção de 4F Square DRAM. Hybrid Bonding é uma tecnologia de empacotamento de última geração que se refere a chips de empilhamento vertical para aumentar a densidade celular e, assim, melhorar o desempenho, o que também exercerá influência no desenvolvimento de HBM4 e 3D DRAM.

Na era da IA, a HBM, particularmente a HBM3e, prosperou no mercado de memória, provocando uma competição feroz entre os três principais fabricantes de DRAM. Uma novidade corrida está em curso, com foco principal na tecnologia HBM4 de próxima geração.

Em abril deste ano, a SK Hynix anunciou uma parceria com a TSMC para desenvolver conjuntamente o HBM4. É relatado que as duas empresas trabalharão primeiro em melhorias de desempenho para a matriz de base instalada na categoria subordinado dentro do pacote HBM. Para focar no desenvolvimento da tecnologia HBM4 de próxima geração, a Samsung estabeleceu uma novidade “Equipe de Desenvolvimento HBM”.

Em julho, Choi Jang-seok, superintendente do New Business Planning Group na subdivisão de memória da Samsung Electronics, revelou que a empresa está desenvolvendo uma memória HBM4 de subida capacidade com uma única rima de até 48 GB, com previsão de entrar em produção no ano que vem. Recentemente, a Samsung supostamente planeja usar um processo avançado de 4 nm para produzir o die lógico HBM4. A Micron, por outro lado, planeja introduzir o HBM4 entre 2025 e 2027 e fazer a transição para o HBM4E até 2028.

Além dos processos de fabricação, os fabricantes de DRAM estão explorando ativamente a tecnologia de relação híbrida para futuros produtos HBM. Comparado aos processos de relação existentes, a relação híbrida elimina a urgência de colisões entre as camadas de memória DRAM, em vez de conectar diretamente as camadas superior e subordinado, cobre a cobre. Isso melhora significativamente a velocidade de transmissão do sinal, correspondendo melhor aos requisitos de subida largura de filarmónica da computação de IA.

Em abril deste ano, o meio de notícia coreano The Elec relatou que a Samsung fabricou com sucesso uma memória HBM3 empilhada de 16 camadas com base na tecnologia de relação híbrida, com a modelo de memória funcionando normalmente. Essa tecnologia de relação híbrida empilhada de 16 camadas será usada para produzir HBM4 em graduação no porvir. A SK Hynix planeja adotar a relação híbrida em sua produção de HBM até 2026. A Micron também está desenvolvendo HBM4 e está considerando tecnologias relacionadas, incluindo relação híbrida, que estão todas em pesquisa no momento.

• O desenvolvimento da DRAM 3D ganha força

3D DRAM (Three-dimensional dynamic random-access memory) representa uma novidade tecnologia DRAM com uma novidade estrutura de célula de memória. Diferentemente da DRAM tradicional, que coloca as células de memória horizontalmente, a 3D DRAM empilha as células de memória verticalmente, aumentando muito a capacidade de armazenamento por unidade de extensão e melhorando a eficiência. Isso a torna um desenvolvimento importante para a próxima geração de DRAM.

No mercado de memória, o 3D NAND Flash já alcançou emprego mercantil, enquanto a tecnologia 3D DRAM ainda está em pesquisa e desenvolvimento. No entanto, à medida que IA, big data e outras aplicações desfrutam de prolongamento crescente, a demanda por memória de subida capacidade e cima desempenho aumentará, e espera-se que o 3D DRAM se torne um resultado popular no mercado de memória.

A tecnologia HBM abriu caminho para a evolução 3D da DRAM, permitindo que a DRAM transitasse do 2D tradicional para o 3D. No entanto, a HBM atual não pode ser considerada uma vez que uma verdadeira tecnologia 3D DRAM. A 4F Square VCT DRAM da Samsung está mais próxima do concepção de 3D DRAM, mas não é a única direção ou objetivo para a 3D DRAM. Os fabricantes de memória têm mais ideias e originalidade em 3D DRAM.

A Samsung planeja atingir a comercialização de 3D DRAM até 2030. Em 2024, a Samsung apresentou duas tecnologias 3D DRAM, incluindo VCT e DRAM empilhada. A Samsung primeiro introduziu a tecnologia VCT, depois atualizou para DRAM empilhada ao empilhar vários VCTs juntos para melhorar continuamente a capacidade e o desempenho da DRAM.

A Samsung afirma que a DRAM empilhada pode utilizar totalmente o espaço do eixo Z, acomodando mais células de memória em uma extensão menor, com uma capacidade de chip único excedendo 100 Gb. Em maio deste ano, a Samsung observou que, junto com outras empresas, fabricou com sucesso DRAM 3D de 16 camadas, mas enfatizou que não está pronta para produção em tamanho. Espera-se que a DRAM 3D seja produzida usando tecnologia de relação híbrida wafer-a-wafer, e a tecnologia BSPDN (Backside Power Delivery Network) também é considerada.

Em relação à Micron, fontes da indústria citadas pelo DRAMeXchange revelam que a Micron entrou com um pedido de patente de DRAM 3D dissemelhante do da Samsung, com o objetivo de modificar o formato de transistores e capacitores sem colocar células.

A BusinessKorea relatou em junho que a SK Hynix atingiu um rendimento de fabricação de 56,1% para sua DRAM 3D empilhada de 5 camadas. Isso significa que de murado de 1000 DRAMs 3D produzidas em um único wafer de teste, murado de 561 dispositivos viáveis ​​foram fabricados. A DRAM 3D experimental demonstrou características semelhantes à DRAM 2D usada atualmente, marcando a primeira vez que a SK Hynix divulgou números e recursos específicos de seu desenvolvimento de DRAM 3D.

Aliás, a empresa americana NEO Semiconductor também está se engajando no desenvolvimento de 3D DRAM. No ano pretérito, a NEO Semiconductor anunciou o lançamento do primeiro protótipo de 3D DRAM do mundo: 3D X-DRAM. Essa tecnologia se assemelha ao 3D NAND Flash, ou seja, aumentando a capacidade de memória por empilhamento de camadas, oferecendo cima rendimento, insignificante dispêndio e densidade notavelmente subida.

A NEO Semiconductor planeja lançar a primeira geração de 3D X-DRAM em 2025, apresentando uma rima de 230 camadas e uma capacidade de núcleo de 128 Gb, que é várias vezes maior que a capacidade de 16 Gb da 2D DRAM.

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(Crédito da foto: SK Hynix)