Le géant chinois du stockage CXMT réalise une percée majeure dans les matériaux DRAM !

fr.wedoany.com Rapport : Le géant chinois du stockage ChangXin Memory Technologies (CXMT), un acteur tardif sur le marché de la DRAM, réduit rapidement l'écart technologique avec les leaders du secteur.

Selon des rapports, l'entreprise a réussi à appliquer des matériaux diélectriques à haute constante diélectrique (High-k), auparavant principalement maîtrisés par les grands fabricants de mémoires, à ses produits DRAM de dernière génération, et est entrée en phase de production de masse.

En réponse, Samsung Electronics et SK Hynix accélèrent le développement d'architectures de nouvelle génération telles que la DRAM 4F² et la DRAM 3D afin de maintenir leur avance technologique.

Jeongdong Choi, vice-président senior chez TechInsights, a présenté le 27 la feuille de route la plus récente des technologies DRAM avancées lors d'un webinaire sur les tendances de l'industrie de la mémoire.

Adoption complète des matériaux High-k avancés pour rattraper rapidement les leaders du secteur

Le marché mondial de la DRAM est depuis longtemps dominé par les « trois géants » : Samsung Electronics et SK Hynix en Corée du Sud, et Micron aux États-Unis. Ces trois entreprises élargissent continuellement leurs expéditions de produits de mémoire IA à forte valeur ajoutée grâce à la commercialisation de la DRAM de classe 12 nm et de la mémoire à large bande passante (HBM).

Cependant, les fabricants de mémoires chinois rattrapent rapidement leur retard. Actuellement, le plus grand acteur de la DRAM en Chine, CXMT, a déjà commercialisé des produits DDR5 et LPDDR5 basés sur la génération G4, soit un processus de classe 16 nm.

Récemment, CXMT a en outre commencé à adopter dans ses transistors DRAM des matériaux avancés auparavant principalement utilisés par les grands fabricants de mémoires.

« Il est important de noter que nos analyses montrent que CXMT a réussi à introduire la technologie de grille métallique à haute constante diélectrique (HKMG) dans son processus G4 ainsi que dans ses produits LPDDR5X », a déclaré Choi.

Les matériaux High-k sont utilisés dans les couches isolantes pour réduire les courants de fuite entre les circuits. Comme ils permettent de stocker davantage de charges à tension égale, ils favorisent une miniaturisation plus agressive des composants par rapport aux couches diélectriques de grille traditionnelles en dioxyde de silicium (SiO₂).

Samsung Electronics, SK Hynix et Micron ont commencé à adopter ce type de matériaux il y a environ quatre à cinq ans.

Parallèlement, CXMT progresse également dans la technologie HBM. Selon des rapports, l'entreprise procède actuellement à la production pilote à risque de la HBM2E en utilisant le processus DRAM de génération G3, soit de classe 18 nm. La HBM2E appartient à la troisième génération de produits HBM. En outre, l'entreprise échantillonne également la HBM3 basée sur le processus G4.

« CXMT doit encore rattraper deux générations de retard sur les leaders du secteur, mais sa feuille de route HBM continue de progresser vers des solutions de mémoire à plus hautes performances », a déclaré Choi. « Son processus G5, soit de classe 15 nm, est également en cours de développement. »

Les trois géants de la DRAM se tournent vers la DRAM 4F² et la DRAM 3D

Samsung Electronics, SK Hynix et Micron s'efforcent de conserver leur avantage technologique en développant la DRAM de prochaine génération sous le nœud de 10 nm, c'est-à-dire le nœud D0a. Parmi les pistes, la DRAM 4F² et la DRAM 3D, capables de modifier fondamentalement la structure des cellules mémoire DRAM traditionnelles, s'imposent comme les voies technologiques de nouvelle génération les plus probables.

« Selon notre évaluation actuelle, Samsung Electronics et SK Hynix sont plus susceptibles d'adopter la DRAM 4F² », a déclaré Choi. « Quant à Micron, il est plus probable qu'elle se tourne directement vers la DRAM 3D. »

La DRAM 4F² est une architecture de nouvelle génération qui modifie la disposition des cellules mémoire — les plus petites unités de stockage de données dans la DRAM — en transformant la structure plane traditionnelle en une structure verticale.

Le « F² » représente la surface occupée par une cellule mémoire par rapport à la dimension minimale de motif F du processus de fabrication.

La DRAM traditionnelle utilise généralement une architecture de cellule mémoire 6F². Réduire la surface des cellules mémoire permet d'augmenter la densité de stockage par unité de surface de la DRAM, améliorant ainsi les performances de traitement des données et la consommation d'énergie. C'est pourquoi l'industrie accorde une importance croissante à la structure 4F².

D'autre part, la DRAM 3D consiste à verticaliser les cellules mémoire auparavant disposées horizontalement, en redressant les lignes de bit (Bitline) ou les lignes de mot (Wordline) pour créer une structure tridimensionnelle.

Les lignes de bit et les lignes de mot sont des interconnexions utilisées pour contrôler et piloter les transistors de chaque cellule mémoire.

Avec l'architecture DRAM 3D, il est possible d'intégrer davantage de cellules mémoire sur une même surface de puce, tout en élargissant l'espacement entre les transistors, ce qui contribue également à réduire les interférences entre composants.

Cependant, par rapport à la 4F², la DRAM 3D présente une difficulté technique nettement supérieure, car elle nécessite l'introduction de nouveaux matériaux, de techniques de collage et d'autres innovations de procédé complexes.

« La DRAM 3D reste une technologie extrêmement difficile. Si elle est commercialisée au nœud D0a, elle entraînera une très grande complexité de procédé et pourrait rencontrer des problèmes de rendement », a déclaré Choi.

« Par conséquent, à l'heure actuelle, la DRAM 4F² s'impose comme le candidat le plus réaliste pour le nœud D0a. »