В понедельник руководители SK Hynix выступили с речью на Международном симпозиуме по физике отказов (IRPS) IEEE, где они поделились своим видением среднесрочных и долгосрочных технологических целей компании. SK Hynix считает, что сможет продолжить наращивание емкости своих чипов 3D NAND за счет увеличения количества слоев до более чем 600. Более того, компания уверена, что сможет масштабировать технологии DRAM ниже 10 нм с помощью литографии в крайнем ультрафиолете (EUV). В конечном итоге SK Hynix хочет объединить память и логику в одном устройстве для решения возникающих рабочих нагрузок.

«Мы совершенствуем материалы и конструктивные структуры для технического развития в каждой области DRAM и NAND и решаем проблемы надежности шаг за шагом», - сказал Сеок-Хи Ли, генеральный директор SK Hynix. «Если платформа будет успешно модернизирована на основе этого, можно достичь процесса DRAM ниже 10 нм и в будущем сложить более 600 слоев NAND».

Всего несколько лет назад компания считала, что может масштабировать 3D NAND до ~ 500 слоев, но теперь уверена, что в долгосрочной перспективе сможет масштабировать ее даже за пределы 600 слоев. Увеличивая количество слоев, SK Hynix (и другие производители 3D NAND) должны будут делать слои тоньше, ячейки NAND - меньше, а также вводить новые диэлектрические материалы для поддержания однородных электрических зарядов, тем самым сохраняя надежность. Компания уже входит в число лидеров в области осаждения атомных слоев, поэтому одной из ее следующих целей является внедрение технологии травления контактов с высоким соотношением сторон (A/R) (HARC). Кроме того, для 600+ слоев, вероятно, придется научиться укладывать несколько пластин в стопку.

Как и Samsung Semiconductor, и в отличие от Micron Technology, SK Hynix считает, что внедрение EUV-литографии - это самый простой способ сохранить производительность DRAM, увеличивая при этом емкость микросхем памяти и контролируя их энергопотребление. Поскольку будущие продукты памяти должны будут сочетать высокую производительность, большую емкость и ограниченное энергопотребление, передовые производственные технологии станут еще более важными. Для успешного внедрения EUV SK Hynix разрабатывает новые материалы и фоторезисты для стабильного формирования EUV-рисунка и устранения дефектов. Кроме того, компания стремится усовершенствовать структуру ячеек при сохранении ее емкости за счет использования более тонких диэлектриков, изготовленных из материалов с высокой диэлектрической проницаемостью.

Примечательно, что SK Hynix также ищет способы уменьшить сопротивление «металла для межсоединений», что является показателем того, что размеры транзисторов DRAM стали настолько малы, что их контакты вот-вот станут узким местом. С EUV транзисторы будут уменьшаться в размерах, увеличивать производительность и уменьшать свою мощность, поэтому контактное сопротивление действительно станет узким местом где-то при 10 нм или ниже. Производители логики решили эту проблему по-разному: Intel решила использовать кобальт вместо вольфрама, тогда как TSMC и Samsung Foundry перешли на процесс селективного осаждения вольфрама. SK Hynix не стал подробно рассказывать о своем способе борьбы с контактным сопротивлением, а только сказали, что ищет «электроды и изоляционные материалы следующего поколения и внедряет новые процессы».

SK Hynix не только ускоряет работу DRAM и увеличивает ее емкость, но и стремится к объединению памяти и логики. В настоящее время передовые процессоры для суперкомпьютеров используют память с высокой пропускной способностью (HBM), которая подключается к ним с помощью промежуточного устройства. SK Hynix называет эту концепцию PNM (обработка ближней памяти). SK Hynix утверждает, что следующим шагом является PIM (обработка в памяти) с процессором и памятью, существующими в одном пакете, тогда как в конечном итоге компания рассматривает CIM (вычисления в памяти), где ЦП и память интегрированы в единый пакет.