Китайская компания CXMT, судя по всему, нашла способ обойти фундаментальное ограничение, которое долгое время сдерживало переход микросхем памяти на более тонкие технологические нормы. Компания начала использовать технологию High-k Metal Gate (HKMG) в производстве оперативной памяти DRAM, заменив традиционный диоксид кремния на оксид гафния. Это инженерное решение открывает дорогу к освоению техпроцесса класса 1a и снимает барьер для дальнейшего масштабирования чипов.
Проблема, с которой сталкиваются все производители при уменьшении транзисторов, связана с квантовым туннелированием. Когда изолирующий слой из диоксида кремния (SiO₂) становится слишком тонким, электроны начинают просачиваться сквозь него, вызывая утечки тока и перегрев. В случае с DRAM, где каждый бит информации хранится в виде заряда в конденсаторе, такие потери критичны: ячейка быстрее разряжается, требуется более частое обновление, растет энергопотребление. Использование оксида гафния (HfO₂) решает эту проблему за счет более высокой диэлектрической проницаемости. Материал позволяет физически сделать изолятор толще, сохранив при этом ту же электрическую емкость, что и у более тонкого слоя диоксида кремния. На практике это означает, что ток перестает «убегать» через затвор, а заряд в конденсаторе удерживается дольше при том же напряжении.
CXMT активно сокращает отставание от крупных игроков
Второй компонент технологии HKMG — замена поликремниевого затвора на металлические структуры. Старый подход страдал от эффекта обеднения поликремния: у границы с диэлектриком возникала зона с пониженной проводимостью, которая снижала эффективность управления транзистором. Металлический затвор устраняет эту «мертвую зону», что позволяет транзисторам переключаться быстрее и точнее. По имеющимся сведениям, CXMT уже применяет HKMG в текущем техпроцессе G4 DRAM, который соответствует уровню 1z (примерно 15-16 нм). Более того, компания внедряет технологию и в изделия LPDDR5X, предназначенные для мобильных устройств. Это указывает на то, что переход на более продвинутый узел 1a — вопрос ближайшего времени, а не отдаленной перспективы.
Производственная экспансия выглядит не менее агрессивно, чем технологическая. Сейчас мощности CXMT оцениваются в 200 тысяч пластин в месяц, а к концу года компания намерена нарастить их до 300 тысяч, включая выделенную линию под HBM на 50 тысяч пластин. В Шанхае и Хэфэе строятся два новых завода, которые к 2026 году должны поднять общий объем до 600 тысяч пластин ежемесячно. Согласно отраслевым оценкам, к 2031 году суммарная мощность может достичь 800 тысяч пластин в месяц. Если этот сценарий реализуется, CXMT обойдет Micron по объемам выпуска уже к 2030 году.
Пока крупнейшие игроки (Samsung, SK hynix и Micron) движутся к узлам класса D0a (менее 10 нм) и экспериментируют с 3D-компоновкой ячеек, CXMT сосредоточилась на выжимании максимума из доступных технологий и наращивании валовых показателей. Внедрение HKMG на сравнительно зрелом техпроцессе 1z — это прагматичный ход: компания улучшает характеристики текущих продуктов, не дожидаясь полного перехода на новые литографические нормы.
Сможет ли CXMT обеспечить стабильный выход годных кристаллов с новыми материалами в условиях массового производства. Технология HKMG требовательна к чистоте процессов и калибровке оборудования. Но если китайский производитель справится с этой задачей, рынок DRAM может получить еще одного поставщика, способного влиять на цены и доступность памяти в среднем ценовом сегменте.
Насколько реалистичным выглядит сценарий, при котором китайский чипмейкер догонит лидеров отрасли по технологии, а не только по объемам? Делитесь мнением в комментариях.
НовостиЖелезо и технологии
Источник: vgtimes.ru