DRAM 50% Lebih Besar dari CXMT: 5 Angka, Satu Putusan

Pembuka

Satu chip memori sekarang menyimpan lima puluh persen lebih banyak data daripada sebelumnya. Itu adalah lompatan besar untuk chip yang sudah dikemas rapat. Lima angka menjelaskan bagaimana hal itu dilakukan. Angka keenam, yang tidak dipublikasikan, menentukan seberapa penting hal itu. Kami akan menilai keenamnya.

Anda menonton Wafer Report. Bagaimana chip dibuat, dan apa yang baru. Pada akhir, Anda akan tahu cara menilai langkah proses DRAM apa pun berdasarkan kepadatan, patterning dan yield.

Konteks

Pengumuman sangat sederhana. CXMT telah memulai produksi massal proses DRAM generasi kelima, yang disebut G5. Produk pertama adalah chip LPDDR5X 24 Gb, dibuat untuk perangkat mobile. 24 Gb adalah 3 GB pada satu chip. Bagian yang sebanding sebelumnya menyimpan 16 Gb.

Banyak judul menyebut G5 sebagai proses 12 nm. Itu adalah penyederhanaan. Angka sebenarnya adalah 11.95 nm, dan itu mengukur satu dimensi spesifik, disebut active-area half-pitch. Itu bukan nama node seperti yang digunakan chip logika. Jadi kami tidak akan membandingkan nama. Kami akan membandingkan pengukuran.

Untuk menilai langkah DRAM, kami bertanya tiga pertanyaan. Bit density: berapa banyak bit yang muat pada satu chip? Patterning cost: seberapa sulit hal itu, dan berapa banyak langkah yang diperlukan untuk mencetak bentuknya? Yield risk: berapa banyak chip jadi yang benar-benar akan bekerja? Setiap angka dalam video ini menjawab salah satu dari ini. Ingat mereka.

Cara kerjanya

Pertama, gambar sel DRAM. Satu transistor dan satu kapasitor. Kapasitor menyimpan muatan listrik kecil. Muatan ada berarti satu. Muatan tidak ada berarti nol. Satu chip tunggal menyimpan miliaran sel ini, disusun dalam grid. Kurangi grid, dan chip yang sama dapat menyimpan lebih banyak bit. Itulah seluruh permainan.

Angka satu. 11.95 nm. Ini adalah active-area half-pitch. Area aktif adalah silikon tempat transistor terbentuk. Pitch adalah jarak dari satu strip aktif ke pengulangan berikutnya. Half-pitch adalah setengah dari jarak itu. Di sini, pitch penuh adalah 23.9 nm. Ini menjawab pertanyaan pertama kami, bit density. Pitch yang lebih kecil berarti lebih banyak sel dalam ruang yang sama.

Bagaimana Anda mencetak garis sedekat ini? Satu eksposur tidak dapat mudah melakukannya. CXMT menggunakan quadruple patterning. Idenya adalah membagi satu pola sulit menjadi empat yang lebih mudah, dibangun melalui langkah deposisi dan etch berulang. Pitch final adalah seperempat dari apa satu eksposur cetak. CXMT mengatakan itu juga digunakan simulasi digital untuk mengembangkan proses. Setiap langkah yang ditambahkan memerlukan waktu, dan menambah kesempatan untuk kesalahan. Ini menjawab pertanyaan dua, patterning cost.

Angka dua. 6762 nm. CXMT mengatakan proses DRAM-optimized high-K metal gate mengurangi tinggi array sel inti ke angka ini. Berikut adalah perbandingan dari aritmatika kami sendiri. Bagi 6762 dengan 23.9. Hasilnya adalah sekitar 283. Tinggi array sama dengan kira-kira 283 panjang pitch. Semuanya sama, array yang lebih kecil meninggalkan lebih banyak area chip untuk sel.

Angka tiga. 45:1. Ini adalah rasio aspek kapasitor penyimpanan. Saat sel menyusut, kapasitor tidak dapat tetap lebar. Jadi itu tumbuh dalam. Bayangkan sedotan minum berdiri di ujungnya. 45:1 berarti kedalaman adalah 45 kali lebar. CXMT mengatakan proses flow yang dimodifikasi dan material baru, yang tidak disebutkan nama, membuat ini mungkin.

SK hynix mengatakan rasio aspek kapasitor akan memerlukan melebihi 100:1 sekali dimensi kritis jatuh di bawah 10 nm. Jadi 45:1 adalah kurang dari setengah proyeksi itu. Ini bukan cacat. Ini adalah penanda di jalan, dan itu menunjukkan berapa banyak ruang tersisa sebelum dinding keras berikutnya.

Mengapa kedalaman begitu sulit? Pertama, etching. Lubang harus tetap lurus dari atas ke bawah. Kedua, deposition. Lapisan tipis harus melapisi bagian bawah serata bagian atas. Ketiga, stability. Struktur tinggi dan tipis dapat miring. Para analis mencatat bahwa rasio aspek tinggi membuat etching, deposition, mechanical stability dan high-yield manufacturing jauh lebih menantang. Di sinilah yield risk berada.

Angka empat. 50%. Itu adalah keuntungan kapasitas per chip. 24 Gb, melawan 16 Gb untuk produk yang ada. Ini adalah yang pertama dari dua 50% dalam cerita ini. Ini menjawab pertanyaan satu tingkat produk. Chip hadir dalam dua format paket, dibuat untuk desain perangkat mobile yang berbeda.

Angka lima juga 50%. Tetapi itu adalah 50% yang berbeda. CXMT mengatakan G5 menghasilkan setidaknya 50% lebih banyak chip gross per wafer daripada generasi sebelumnya. Lihat garis dasar. Itu adalah chip 8 Gb, bukan bagian 24 Gb. Jadi satu angka menghitung bit per chip. Yang lain menghitung chip per wafer.

Sekarang perhatikan kata gross. Chip gross dihitung sebelum cacat disaring. Yield adalah bagian yang benar-benar bekerja. CXMT belum mengungkapkan yield. Jadi tidak ada orang di luar dapat menghitung chip baik per wafer, atau biaya per bit. Ini seperti menghitung setiap roti yang masuk ke oven, tanpa menghitung yang terbakar.

Artinya

Jadi apa yang berubah untuk Anda? Anda sekarang dapat membaca pengumuman memori dengan tiga pertanyaan, bukan satu judul. Dan Anda dapat memeriksa setiap angka untuk unitnya, garis dasarnya, dan apa yang dihitung. Biarkan kami menerapkan itu ke G5.

Pemeriksaan pertama: adalah angka ini tentang chip, atau tentang wafer? 24 Gb adalah angka chip. 50% lebih banyak chip gross adalah angka wafer. Pemeriksaan kedua: apa garis dasarnya? 16 Gb, atau 8 Gb? Pemeriksaan ketiga: apakah diukur sebelum atau setelah penyaringan cacat? Tiga pemeriksaan ini menangkap judul memori yang paling membingungkan.

Sekarang putusan, satu baris untuk setiap pertanyaan. Bit density: kuat. 24 Gb per chip dan half-pitch 11.95 nm keduanya dilaporkan. Patterning cost: kemajuan nyata, dengan biaya yang tidak diketahui. Quadruple patterning bekerja, dan itu menambah langkah. Yield risk: terbuka. Satu angka yang akan menyelesaikannya hilang. Ini adalah pendapat kami, berdasarkan angka yang dipublikasikan.

Apa yang mungkin ini berarti dalam praktik? Satu chip dari 3 GB adalah blok bangunan yang lebih besar. 16 Gb memberi 2 GB. Desainer perangkat dapat mencapai ukuran memori tertentu dengan chip lebih sedikit, jika bagian-bagiannya berkinerja seperti klaim. Angka daya dan kecepatan belum dipublikasikan, jadi kami belum dapat mengatakan bagaimana perbandingannya.

Sisi lain

Inilah batas jujur. Tanpa yield dan biaya per bit, produktivitas tidak dapat diverifikasi. Dan 11.95 adalah satu dimensi. Itu tidak memungkinkan kami untuk menganggap kecepatan sama, daya atau kepadatan dengan bagian pembuat lain. Juga, 45:1 berada jauh di bawah kebutuhan yang diproyeksikan untuk DRAM sub-10 nm. Kemajuan adalah nyata. Jalan di depan masih panjang.

Kesimpulan

Kesimpulannya: G5 adalah kemajuan nyata dalam kepadatan dan patterning, dan angka yang hilang adalah yield. Baca setiap judul memori berdasarkan unitnya, garis dasarnya, dan apa yang dihitung. Selanjutnya, kami melihat bagaimana chip memori ditumpuk untuk membuat memori high-bandwidth.