Micron отказалась от 4F² DRAM после 20 лет исследований
Micron закрыла проекты по внедрению памяти 4F² DRAM, которые индустрия разрабатывала более 20 лет. Инженеры компании пришли к выводу, что теоретические преимущества этой архитектуры нивелируются технологическими сложностями и не дают реального роста плотности хранения данных.
Архитектура 4F² должна была сократить площадь ячейки памяти на 33% и увеличить выход кристаллов с одной пластины до 50% без более тонкой литографии. Но в DRAM плотность битов ограничивает не площадь транзистора, а шаг и объём вертикальных конденсаторов, которые хранят заряд. Если уменьшить транзистор, оставив шаг конденсаторов прежним, плотность матрицы не изменится.
Попытка уменьшить шаг самих конденсаторов упирается в физические пределы: узкие элементы приходится делать выше, из-за чего структура теряет механическую устойчивость и залипает при травлении. Кроме того, уплотнение матрицы усиливает наводки между соседними битовыми линиями. В Micron считают разговоры о превосходстве 4F² над 6F² мифом: на реальных техпроцессах себестоимость пластины резко растёт и обнуляет выгоду от экономии площади.
Вместо смены архитектуры Micron продолжит масштабировать 6F² за счёт уплотнения шага конденсаторов, новых материалов с высокой диэлектрической проницаемостью и передовой литографии. Во второй половине 2027 года компания планирует запустить массовое производство памяти по 1δ техпроцессу с приростом плотности размещения битов на 20–25% по сравнению с предыдущим поколением. Позже Micron задействует литографическое оборудование High-NA EUV.
Финальным шагом для индустрии, по мнению Micron, станет переход на 3D DRAM — по аналогии с 3D NAND ёмкость будут наращивать за счёт стекирования ячеек друг над другом. Компания уже параллельно разрабатывает несколько поколений процессов 3D DRAM, а коммерческое производство переведут на них, когда экономическая целесообразность и плотность трёхмерных структур превысят возможности доработанных планарных 6F².
Решение Micron создаёт разрыв в планах главных мировых чипмейкеров: Samsung и SK hynix до сих пор сохраняют 4F² в своих долгосрочных картах. Ранее Micron уже откладывала EUV-литографию на ранних этапах, сделав ставку на DUV с многопроходным маскированием, — это позволило удержать конкурентные цены и лидерство по плотности ячеек.