华为/中科院共研成果即将亮相？3d dram商业化尚需时日-yb体育app官网

近期，有外媒报道，华为将于6月12日～17日在集成电路重要会议——vlsi symposium 2022上发表与中科院微电子研究所合作开发的3d dram技术，并进行各种相关演示。

报道称，华为与中科院方面开发了基于铟镓锌氧igzo-fet（由 in、ga、zn、o 组成的透明氧化物）材料的caa（channel-all-around）构型晶体管3d dram技术，具有出色的温度稳定性和可靠性。

一、华为将展示新型3d dram成果

dram是一种易失性的、基于电容的、破坏性读取形式的存储器。长期以来，dram的挑战一直是如何在不增加功耗的情况下继续封装在更低的成本中。

佐治亚理工、圣母大学、罗彻斯特理工学院的研究者提出了一种新型的无电容dram（2t0c dram）。该研究小组表示，这种新型的dram在运行大型神经网络时可以提供较大的区域，节省大量能源。

据中科院微电子研究所此前介绍，基于igzo晶体管的2t0c-dram有望克服传统1t1c-dram的微缩挑战，但缺乏密度优势。

为此，中科院微电子所李泠研究员团队联合华为/海思团队在集成电路器件顶级会议iedm 2021上首次提出了新型垂直环形沟道器件结构（caa）。

中科院微电子所表示，该结构有效减小了器件面积，且支持多层堆叠，该研究成果将推动igzo晶体管在高密度dram领域的应用。

2021年8月，华为在一篇题为《奥林帕斯（2021）难题二：下一代存储产业根技术突破》的文章中表示，未来将针对数据存储领域关键根技术进行突破，其中，新型内存替代介质技术主要包括feram/、mram、pcm、3d dram等新型内存介质的材料、器件、控制器技术。

二、hbm开启dram 3d化之路

随着芯片尺寸的不断微缩，dram工艺的微缩变得越来越困难，平面dram的“摩尔定律”正在逐渐走向极限，各大厂商开始将目光锁定3d化发展。其中，hbm（高带宽存储器）为代表性产品。

2014年，amd和sk海力士宣布携手开发hbm，开启了dram 3d化发展道路。随后三星等存储巨头也展开了升级竞赛。

据悉，hbm基于dram技术，使用tsv（硅过孔）技术将数个dram芯片堆叠起来。凭借tsv方式，hbm大幅提高了容量和数据传输速率。

hbm最早由amd携手sk海力士（2014年）开发，随后三星等存储巨头也展开了升级竞赛。

经过hbm、hbm2、hbm2e、以及hbm3几代更迭，目前，hbm内存技术已成功升级到hbm3标准（第四代hbm）。sk海力士、三星、美光等存储厂商均曾表示将致力于开发hbm3内存。nvidia、synopsys、rambus等企业也在布局当中。

与传统内存技术相比，hbm具有更高带宽、更多i/o数量、更低功耗、更小尺寸，可应用于高性能计算（hpc）、超级计算机、大型数据中心、ai、云计算等领域。

三、3d dram商业化尚需时日

3d dram是一种将存储单元堆叠至逻辑单元上方的新型存储方式，可以实现单位面积上更高的容量，解决平面dram工艺微缩愈加困难的挑战。

尽管hbm的出现开启了dram 3d化发展道路，但必须要指出的是，与nand flash闪存3d化的迅速发展不同，目前，3d dram的发展尚处于探索阶段。

今年年初，据国外媒体businesskorea报道，三星正在加快3d dram的研究和开发，并且已经开始加强相关团队建设。报道称，三星已经开始开发一种躺着堆叠单元的技术，这是与hbm不同的概念，后者是通过将多个模具堆叠在一起产生的。

此外，美光等存储巨头也在考虑开发3d dram。有报道称，美光提交了一份与三星不同的3d dram的专利申请。与此同时，应用材料和泛林集团等全球半导体设备制造商也开始开发与3d dram有关的yb体育app官方下载的解决方案。

不过，由于新材料开发的困难和物理限制等因素，3d dram的商业化还需要一些时间，有业内人士认为，全球首款3d dram将在2025年左右问世。瑞银投资银行全球研究部则认为，3d dram最早可能于2027年开始初期生产，到2028或2029年开始实质性量产。至于未来发展如何，我们拭目以待！

封面图片来源：拍信网