Samsung vyrobil první funkční DRAM pod hranicí 10 nm

Samsung vyrobil první funkční DRAM čip na procesu, který fyzicky překračuje hranici 10 nm. Nová generace označovaná jako 10a by podle analýz měla dosahovat rozměrů 9,5 až 9,7 nm, čímž se Samsung stává prvním výrobcem v průmyslu, který tuto psychologicky i technicky zásadní bariéru reálně překonal.

Za průlomem nestojí jediná inovace, ale kombinace dvou souběžných změn. Jde o novou strukturu buňky 4F Square Cell a proces Vertical Channel Transistor. Dosavadní DRAM čipy využívají strukturu 6F, tedy obdélníkový blok o rozměrech 3F krát 2F. Přechod na 4F Square Cell mění geometrii na čtvercovou, tedy 2F krát 2F.

Zdánlivě drobná změna v uspořádání přitom přináší nárůst hustoty buněk v jednom integrovaném obvodu o 30 až 50 %. V přímém důsledku to znamená buď větší kapacitu ve stejně velké ploše čipu, nebo totéž množství dat ve fyzicky menším prostoru, a tedy levnější výrobu.

Čtvercová buňka by ale sama o sobě nestačila, kdyby ji nedoprovázel VCT, česky tranzistor s vertikálním kanálem. V klasické architektuře jsou kondenzátory a tranzistory umístěny v jedné rovině vedle sebe, VCT je naopak skládá vertikálně a kondenzátor umísťuje přímo nad tranzistor. Tím se uvolní plocha a buňky lze těsnit blíže k sobě. K výsledku přispívá i zásadní změna materiálu: místo dosavadního křemíku přechází Samsung na IGZO, tedy oxid india, galia a zinku, který vykazuje výrazně nižší únik proudu v užších buňkách a zajišťuje lepší retenci dat.

Pro spotřebitele se dopady průlomu projeví s určitým zpožděním, ale budou znatelné. Vyšší hustota buněk přímo snižuje výrobní náklady na jeden gigabajt, což by v horizontu dvou až tří let od spuštění sériové výroby mělo přispět k dostupnějším cenám LPDDR modulů ve smartphonech, DDR ve stolních počítačích i pamětí v herních konzolích.