CXMT wdraża HKMG w tranzystorach DRAM i zbliża się do procesu 1a

Lead: CXMT według najnowszych informacji zastosowało w tranzystorach DRAM technologię High-k Metal Gate, zastępując tradycyjne rozwiązania oparte na krzemie materiałami o lepszych właściwościach izolacyjnych. Zmiana ta może pomóc firmie w przejściu do procesu 1a i kolejnych generacji pamięci.

CXMT stawia na tlenek hafnu w tranzystorach DRAM

Wraz z dalszą miniaturyzacją układów pamięci klasyczne warstwy izolacyjne z dwutlenku krzemu stają się coraz mniej skuteczne. Przy bardzo małych wymiarach mogą być na tyle cienkie, że dochodzi do upływu prądu w wyniku tunelowania kwantowego.

Według doniesień CXMT zaczęło stosować technologię High-k Metal Gate, czyli HKMG. Rozwiązanie to zastępuje dotychczasowy izolator materiałem takim jak tlenek hafnu. Oznaczenie high-k odnosi się do wysokiej stałej dielektrycznej, a więc zdolności materiału do izolowania elektrycznego. Wyższa wartość k w porównaniu z dwutlenkiem krzemu pozwala przechowywać większy ładunek przy tym samym napięciu.

HKMG obejmuje również zmianę elektrody bramki z polikrzemowej na metalowe stosy dopasowane do danego procesu. Ma to eliminować zjawisko znane jako zubożenie polikrzemu, które obniża sprawność działania tranzystorów.

Znaczenie dla procesu 1a i kolejnych generacji

W komórkach DRAM znajdują się tranzystor oraz kondensator odpowiedzialny za przechowywanie ładunku. Ograniczenie upływu prądu może zmniejszyć straty energii i ilość generowanego ciepła, a także poprawić efektywność energetyczną. Metalowe bramki mogą dodatkowo umożliwić szybsze przełączanie stanów tranzystorów.

Źródło wskazuje, że CXMT ma stosować HKMG w procesie G4, który powszechnie łączony jest z węzłem 1z, a także w produktach LPDDR5X. W tym kontekście technologia może być etapem prowadzącym do bardziej zaawansowanego procesu 1a. Firma rozwija również następną generację produkcji DRAM określaną jako 15 nm G5.

Inne projekty pamięci CXMT

• CXMT ma znajdować się na etapie produkcji ryzyka dla pamięci HBM2E, wykorzystując proces 18 nm G3.
• Firma ma prowadzić próbkowanie HBM3 w procesie G4.
• Układy DDR6 według źródła zakończyły etap weryfikacji badawczo-rozwojowej.

Konkurencja rozwija jeszcze bardziej zaawansowane rozwiązania

Najwięksi producenci pamięci, czyli Samsung, SK hynix i Micron, mają przechodzić w kierunku procesu D0a poniżej 10 nm. Równocześnie branża analizuje technologie 3D DRAM oraz architekturę 4F², w której elementy komórki pamięci są układane pionowo zamiast poziomo.

Takie podejście ma zmniejszyć powierzchnię pojedynczej komórki pamięci. W architekturze 4F² komórka obejmuje dwie linie bitowe i dwie linie słowa, czyli struktury połączeniowe służące do obsługi tranzystorów w pamięci.

Plany zwiększania mocy produkcyjnych

CXMT prowadzi jednocześnie intensywną rozbudowę zdolności produkcyjnych. Obecnie mają one wynosić około 200 tys. płytek miesięcznie, a do końca roku firma ma dojść do 300 tys. płytek miesięcznie. Dodatkowo moce przeznaczone dla HBM mają sięgać około 50 tys. płytek miesięcznie.

Producent buduje też dwie nowe fabryki w Szanghaju i Hefei. Po ich uruchomieniu całkowite zdolności produkcyjne CXMT mają wzrosnąć do 600 tys. płytek miesięcznie. Według przytoczonych prognoz firma może zwiększać moce o około 100 tys. płytek miesięcznie rocznie w latach 2026-2031, osiągając w 2031 roku poziom 800 tys. płytek miesięcznie.