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?SK海力士展示存儲未來:600層3D NAND,用EUV造DRAM

2021-03-25
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 海力士 3DNAND

   SK海力士CEO李錫熙今日在IEEE國際可靠性物理研討會(IRPS)上作了主題演講,講述了SK海力士產(chǎn)品的未來計劃,分享了一些概念性技術(shù),比如用EUV光刻生產(chǎn)的DRAM和600層堆疊的3D NAND。

  目前為止SK海力士最新的3D NAND是512Gb 176層堆疊的3D NAND,看起來600層還很遙遠(yuǎn),目前他們還只是在研究這種可能性,在達(dá)到600層堆疊前還需要解決各種問題。SK海力士致力于確蝕刻技術(shù)實現(xiàn)高縱橫比,以實現(xiàn)業(yè)界所需的高密度技術(shù),此外他們還推出了原子層沉積技術(shù),以進一步改善單元的電荷存儲性能,并在需要時把電荷放出,同時開發(fā)新的導(dǎo)電材料讓電荷在一定程度上保持均勻。除此之外為了解決薄膜應(yīng)力問題,控制了薄膜的機械應(yīng)力水平,并優(yōu)化了單元氧化氮材料。為了應(yīng)對在有限的高度上堆疊更多電池時發(fā)生的電池間干擾現(xiàn)象和電荷損失,SK Hynix開發(fā)了隔離電荷陷阱氮化物結(jié)構(gòu)來增強可靠性。為了對應(yīng)在有限高度內(nèi)堆疊多層時發(fā)生的單元間電荷干擾與電荷損失,SK海力士開發(fā)了隔離電荷陷阱氧化物結(jié)構(gòu),以提高可靠性。

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  在DRAM方面,SK海力士引入了EUV光刻設(shè)備來解決以往DUV光刻的局限性,制程工藝能輕松達(dá)到10nm以下,以此來提升生產(chǎn)效率。當(dāng)然還有問題要解決的,比如為了保持單元電容,他們正試圖改善電介質(zhì)厚度,開發(fā)具有高介電常數(shù)的新材料,并采用新的單元結(jié)構(gòu)。這些單元互連需要盡可能低的電阻,他們正在尋找新一代電極與絕緣材料,并推出新工藝。

  提議整合CPU及內(nèi)存,另提出CXL內(nèi)存解決方案

  李錫熙還提出了整合CPU以及內(nèi)存的想法。目前內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)正在準(zhǔn)從DDR4過渡到DDR5上,后者相比前者可以帶來不少的性能增幅。不過,無論DDR內(nèi)存有多快,與HBM相比在速度上還是要落后不少。這點也是李錫熙認(rèn)為CPU以及內(nèi)存應(yīng)該要合并整合的基礎(chǔ)。

  他在研討會上發(fā)表了對于一套“融合存儲以及邏輯”、更快的存儲標(biāo)準(zhǔn)的愿景。

  “高帶寬內(nèi)存的速度提升是通過增加CPU及內(nèi)存之間的通道而來的,而在CPU以及內(nèi)存共同處于同一模塊的近內(nèi)存處理(Processing Near Memory,簡稱PNM)中,速度提升會更多。如果更進一步的話,在內(nèi)存內(nèi)處理(Processing In Memory,簡稱PIM)中,當(dāng)CPU以及內(nèi)存都處于單一包裹(package)上的時候,速度可以獲得更大加的提升。而最終,CPU以及內(nèi)存整合在同一芯片中的內(nèi)存內(nèi)計算(Computing in Memory,簡稱CIM)可以讓內(nèi)存速度提升更加多?!?/p>

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  圖片來源:三星

  海力士目前是全球第二大存儲生產(chǎn)商,不過他們并沒有開發(fā)及生產(chǎn)任何諸如CPU的芯片,因此CEO李錫熙呼吁半導(dǎo)體巨頭之間互相合作,形成一個可以維持CPU及內(nèi)存集成的生態(tài)圈。

  “只有在消費者、供貨商、學(xué)術(shù)界以及政府之間形成合作及共享的開放創(chuàng)新性的戰(zhàn)略合作關(guān)系,我們才可以塑造一個追求經(jīng)濟及社會價值的新時代?!?/p>

  另外,李錫熙也提出了一種名為Compute Express Link(CXL)的新標(biāo)準(zhǔn),它可以與現(xiàn)有的PCIe總線互補。CXL內(nèi)存可以快速且高效地在CPU以及圖形/計算加速器,或者智能網(wǎng)絡(luò)界面中移動數(shù)據(jù)。

  “CXL內(nèi)存不僅可以擴展帶寬以及容量,還可以實現(xiàn)持久性內(nèi)存的價值,是一種可以縮小內(nèi)存性能以及行業(yè)要求之間差距的解決方案。”


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