三星电子欲研发全球首款3D DRAM 预计2025年问世

1月19日,据BusinessKorea报道,三星电子正在加速3D DRAM的研发,这家半导体巨头已经开始加强相关的团队建设,比如招聘人员。

过去,动态随机存取存储器是通过在一个平面上排列晶体管和电容器来生产的。然而,随着80年代后期DRAM的容量超过4兆位,增加DRAM的密度变得困难,这使得有必要重新排列电路和电容器。当时DRAM行业分为“槽组”和“堆叠组”。前者选择把电路和记忆放在飞机下面,后者选择把它们堆在飞机上。

日本的东芝和NEC,美国的IBM比较喜欢凹槽法,三星电子选择堆叠法。当时三星电子之所以采用堆叠的方式,是因为这种方式更容易制造DRAM,也更容易检查生产过程中的问题。因此,三星电子可以建立一个半导体帝国,并保持其在DRAM市场的第一地位约30年。

堆叠方法流行后,芯片制造商通过减小单元尺寸或间距来提高动态随机存取存储器的性能。然而,在有限的空间内增加细胞数量,他们遇到了物理限制。另一个问题是,如果电容器变得越来越薄,它们可能会崩溃。3D DRAM的概念就是在这样的背景下提出的,目前的DRAM可以称之为2D DRAM。

据报道,三星电子已经开始开发一种躺着叠放单元的技术。这与高带宽存储器(HBM)是不同的概念,后者是通过将多个模具堆叠在一起而产生的。

此外,三星电子还在考虑增加DRAM晶体管的栅极(电流栅)和沟道(电流通路)的接触面。这意味着三面接触FinFet技术和四面接触Gate-全能(GAA)技术可以用于DRAM生产。当栅极和沟道之间的接触面增加时,晶体管可以更精确地控制电流。

据了解,美光科技和SK海力士也在考虑开发3D DRAM。美光提交了不同于三星电子的3D DRAM专利申请。Micron的方法是在不铺设电池的情况下改变晶体管和电容器的形状。全球半导体设备制造商如应用材料和Lam Research也开始开发与3D DRAM相关的解决方案。

然而,由于新材料开发的困难和物理限制,3D DRAM的商业化还需要一段时间。业内人士预测,3D DRAM将在2025年左右问世。