- تقوم شركة Kioxia بتطوير ذاكرة DRAM ثلاثية الأبعاد عالية الكثافة باستخدام ترانزستورات أشباه الموصلات القابلة للتكديس
- تُظهِر أكوام الترانزستور المكونة من ثماني طبقات عملية موثوقة في العروض التوضيحية المعملية
- يحل أكسيد أشباه الموصلات InGaZnO محل نيتريد السيليكون لتشكيل الترانزستور الرأسي والأفقي
تقول Kioxia إنها طورت ترانزستورات قناة من أشباه الموصلات الأكسيدية قابلة للتكديس بدرجة عالية وقادرة على دعم ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ثلاثية الأبعاد عالية الكثافة.
يمكن أن يؤدي هذا التطور إلى ذاكرة أرخص وأسرع عن طريق خفض تكاليف التصنيع لكل جيجابايت وتحسين كفاءة الطاقة من خلال الترانزستورات ذات التيار العالي والمنخفضة للغاية خارج التيار.
ومع ذلك، تتطلب هذه التكنولوجيا محاذاة دقيقة متعددة الطبقات، وتكاملًا في التصنيع القياسي، واختبار الموثوقية على المدى الطويل، وكل ذلك قد يستغرق عقودًا.
الابتكارات في تصميم الترانزستور
وقد أظهرت هذه التقنية، التي تم تقديمها في اجتماع IEEE الدولي للأجهزة الإلكترونية الذي عقد مؤخرًا في سان فرانسيسكو، تشغيل الترانزستورات المكدسة في ثماني طبقات رأسية.
تتكون الطبقات الرأسية من ترانزستورات محاذاة أفقيًا تم تشكيلها عن طريق استبدال مناطق نيتريد السيليكون التقليدية بمادة شبه موصلة من الأكسيد، InGaZnO.
يسمح هذا الترتيب بزيادة سعة الذاكرة دون الاعتماد على هياكل DRAM المستوية التقليدية.
تجمع ترانزستورات قناة أكسيد أشباه الموصلات بين أفلام أكسيد السيليكون ونيتريد السيليكون الناضجة مع مادة InGaZnO الجديدة.
تعمل بنية خلية الذاكرة ثلاثية الأبعاد التي تقدمها Kioxia على قياس درجة الصوت الرأسية، مما يسمح بتكديس المزيد من خلايا الذاكرة لكل وحدة حجم.
تُظهر الترانزستورات الأفقية المتكونة في هذه العملية تيارًا عاليًا يتجاوز 30 ميكروأمبير.
كما يُظهر أيضًا تيارًا منخفضًا جدًا أقل من 1 أتوا أمبير، مما يقلل من استخدام الطاقة أثناء دورات التحديث.
ومن خلال تقليل قوة التحديث، يعالج التصميم أحد القيود الرئيسية لذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) التقليدية، حيث يرتفع استهلاك الطاقة مع زيادة كثافة الذاكرة.
إن استبدال السيليكون أحادي البلورة بأشباه الموصلات الأكسيدية يقلل من التعقيد ومتطلبات الطاقة في التصنيع.
تعمل هذه التحسينات على خفض تكلفة تصنيع DRAM لكل جيجابايت، على الرغم من أنه من غير المتوقع أن تنخفض أسعار التجزئة للمستخدمين النهائيين على المدى القريب.
ويستهدف نهج الترانزستور المكدس أيضًا التطبيقات التي تتطلب كثافة ذاكرة عالية مع استهلاك منخفض للطاقة، مثل خوادم الذكاء الاصطناعي وأجهزة إنترنت الأشياء.
يمكن أن تدعم الكفاءة المحسنة معالجة مجموعات بيانات أكبر دون نفس الزيادة النسبية في الطلب على الطاقة التي تظهر في أنظمة DRAM التقليدية.
وعلى الرغم من هذه التطورات التقنية، فإن نقل التكنولوجيا من العروض المختبرية إلى الإنتاج الضخم يمثل تحديات كبيرة.
إن محاذاة طبقات متعددة بدقة، ودمج مواد أشباه الموصلات الأكسيدية في خطوط الإنتاج القياسية، وضمان الموثوقية على المدى الطويل تظل عقبات أمام التسويق التجاري.
وتخطط الشركة لمواصلة البحث والتطوير لتمكين التنفيذ العملي لـ 3D DRAM في تطبيقات العالم الحقيقي.
وعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا تظهر مزايا تقنية واضحة في كفاءة الطاقة، والكثافة، وجدوى التصنيع، فمن المحتمل أنها لن تصل إلى الأسواق الاستهلاكية حتى العقد المقبل.
ومع ذلك، فإن التصنيع الأرخص لكل جيجابايت لا يضمن انخفاض أسعار التجزئة، وسيتطلب اعتمادها على نطاق واسع التغلب على مشكلات الإنتاج وسلسلة التوريد.
عبر TechPowerUp
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك. تأكد من النقر على زر المتابعة!
وبالطبع يمكنك أيضًا اتبع TechRadar على TikTok للحصول على الأخبار والمراجعات وفتح الصناديق في شكل فيديو، والحصول على تحديثات منتظمة منا على واتساب أيضاً.
التعليقات