SK 海力士首席执行官李锡熙说:“我们正在改进 DRAM 和 NAND 各个领域的技术发展所需的材料和设计结构,并逐步解决可靠性问题。如果以此为基础,并取得创新,将来有可能实现 10nm 以下的 DRAM 工艺和堆叠 600 层以上的 NAND。”
3D NAND 未来将达到 600 层以上
历史的经验早已证明,3D NAND 无论是在性能还是在可拓展方面,都是一种非常高效的体系结构,因此,SK 海力士将在未来几年继续使用它。早在 2020 年 12 月,SK 海力士就推出了具有 1.6Gbps 接口的 176 层 3D NAND 存储器,且已经开始和 SSD 控制器制造商一起开发 512GB 的 176 层存储芯片,预计在 2022 年会基于新型 3D NAND 存储器进行驱动。
就在几年前,该公司认为可以将 3D NAND 扩展到 500 层左右,但是现在它已经有信心可以在不久的将来将其扩展到 600 层以上。随着层数的增加,SK 海力士以及其他 3D NAND 生产商不得不让每一层变得更薄,NAND 单元更小,并引入新的电介质材料来保持均匀电荷,从而保持可靠性。
SK 海力士已经是原子层沉积领域的领导者之一,因此其下一个目标是实现高深宽比(A/R)接触(HARC)刻蚀技术。同样,对于 600 层以上的 3D NAND,可能还需要学会如何将多层晶圆堆叠起来。
行业何时才能有 600 层以上的 3D NAND 设备以及如此惊人的层数将带来的多大的容量,SK 海力士没有给出具体预测,不过该公司仅凭借 176 层技术就已经着眼于 1TB 的产品,因此 600 层以上的产品容量将是巨大的。
DRAM 的未来:EUV 低于 10nm
与美光科技不同,SK 海力士认为采用 EUV 光刻技术是保持 DRAM 性能不断提高,同时提高存储芯片容量、控制功耗最直接的方法。借助 DDR5,该公司不得不推出容量超过 16GB 的存储设备,数据传输速率可达 6400GT/s,这些存储设备将堆叠在一起以构建大容量的 DRAM。
由于未来的存储器产品必须满足高性能、高容量以及低功耗等要求,因此先进的制造技术变得更加重要。为了成功实施 EUV 技术,SK 海力士正在开发用于稳定 EUV 图案和缺陷管理的新材料和光刻胶。另外,该公司正在寻求新的电池结构,同时通过使用由高介电常数材料制成更薄的的电介质来保持其电容。
值得注意的是,SK 海力士现在也在寻找减少 “用于互连的金属”电阻的方法,这表明 DRAM 晶体管的尺寸已经变得非常小,以至于其触点将成为瓶颈。借助 EUV,晶体管将缩小尺寸,提升性能并降低功耗,接触电阻将成为 10nm 以下的瓶颈。不同的芯片生厂商用不同的方式来解决这一问题:英特尔决定使用钴代替钨,而台积电和三星则选择了选择性钨沉积工艺。SK 海力士未详细说明其抗接触电阻的方法,只是表明正在寻求下一代电极和绝缘材料并引入新工艺。
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