3D DRAM，重磅宣布

2024-05-14 01:05

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NEO Semiconductor今天宣布，将推出用于 3D X-DRAM 的性能提升浮体单元机制（Floating Body Cell Mechanism）。该公司创始人兼首席执行官 Andy Hsu 在 2024 年韩国首尔第 16 届 IEEE 国际内存研讨会 (IMW) 上展示了 NEO 3D X-DRAM™ 的突破性技术 CAD (TCAD) 模拟结果。

Neo Semiconductor 推出了一种独特的浮体单元（Floating Body Cell）性能提升机制（performance boosting mechanism），称为背栅通道深度调制 (BCM：Back-gate Channel-depth Modulation)，可将数据保留时间提高 40,000 倍，将传感窗口提高 20 倍。

“与利用体效应改变单元电流的传统 2D 浮体单元不同，我们的 BCM 机制采用背栅电压来调制沟道深度。这项专利发明显着增加了传感窗口和数据保留，这将带来更快、更可靠的 DRAM，并降低刷新频率以节省功耗。” NEO Semiconductor 创始人兼首席执行官 Andy Hsu 说道。“我们很自豪能够引领 DRAM 行业进入 3D 时代，同时解决当前 2D DRAM 所面临的容量扩展瓶颈”。

NEO Semiconductor 的 3D X-DRAM 是首款基于浮体单元技术的类 3D NAND DRAM 单元阵列结构。它可以使用当今成熟的类似 3D NAND 的工艺进行制造。根据 Neo 的估计，3D X-DRAM 技术可以通过 300 层实现 128 Gb 密度，是当今 DRAM 密度的 8 倍。它还可以减少芯片的占地面积和功耗。

三星电子、SK 海力士加速 3D DRAM 商业化

总部位于韩国的全球 DRAM 领导者——三星电子和 SK 海力士——正在加速 3D DRAM 的商业化，据称这将改变内存行业的游戏规则。然而，在DRAM行业排名第三的美光自2019年起就已经开始了3D DRAM研究，获得的专利数量是这两家韩国芯片制造商的两到三倍。

据韩国半导体行业人士3月12日消息，三星电子和SK海力士的主要半导体高管最近在半导体会议等一些官方活动上将3D DRAM作为克服DRAM微处理物理限制的一种方式。

3 月 10 日，在首尔 COEX 举行的 IEEE EDTM 2023 上，三星电子半导体研究中心副总裁兼工艺开发办公室负责人 Lee Jong-myung 表示：“3D DRAM 被认为是半导体行业未来的增长动力。”负责SK海力士未来技术研究所的SK海力士副总裁Cha Seon-yong也在3月8日表示，“到明年左右，有关3D DRAM电气特性的详细信息将被公布，从而确定。”他们的发展方向。”

2021年，韩国半导体厂商正式开始谈论3D DRAM的开发。恰逢三星电子于 2021 年在 DS 部门内建立下一代工艺开发团队开始研究。

3D DRAM是一种具有新结构的存储芯片，打破了当前老化的范式。现有的DRAM产品开发侧重于通过减小电路线宽来提高集成度，但随着线宽进入10 nm范围，电容器电流泄漏和干扰等物理限制显着增加。为了防止这种情况发生，引入了高介电常数（高K）沉积材料和极紫外（EUV）设备等新材料和设备。但半导体行业认为，微型化制造10纳米或更先进的芯片将为芯片制造商带来巨大挑战。

三星电子和SK海力士今年将量产的尖端DRAM线宽为12纳米。考虑到目前DRAM微细化线宽正在缩小一纳米的现状，三四年后，新结构的DRAM商业化将成为必然，而不是选择。

三星电子和SK海力士可能会加速3D DRAM技术的商业化。与现有的DRAM市场不同，3D DRAM市场并没有绝对的领导者，因此快速的量产技术开发至关重要。还需要及时应对因ChatGPT等人工智能（AI）的激活而导致的高性能、大容量存储半导体需求的增长。

3D DRAM 领域的技术竞争也在加剧。据半导体技术分析公司TechInsights称，内存半导体市场排名第三的美光正在积极准备蓝海市场，到2022年8月已获得30多项3D DRAM专利技术。相比之下，DRAM的不足15项美光科技拥有的 3D DRAM 相关专利数量比三星电子拥有约 10 项，SK 海力士拥有约 10 项，是这两家韩国芯片制造商的两到三倍。三星电子和SK海力士在全球DRAM市场上分别排名第一和第二。

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