Micron heeft het gebruik van de DRAM-cel 4F² architectuur uit productie te halen. Deze architectuur wordt door Samsung, SK hynix en de Chinese fabrikanten CXMT en YMTC vertrouwd om de geheugenafmetingen verder te verkleinen. Tijdens een technisch seminar op 21/10/2026 noemde hun CTO en productdirecteur, Scott DeBoer, de densiteitvoordelen ervan als een mythe. Intussen bereidt YMTC een prototype van een DRAM 4F² met 9.600 MT/s voor, en CXMT belooft vóór het eind van het jaar hun eerste module met deze technologie te lanceren.
De kernpunten in 30 seconden: de strijd om DRAM 4F²
- Micron heeft meer dan 20 jaar onderzoek gedaan naar de 4F²-cel en ziet geen haalbare schaalbaarheid
- Ze blijven bij de 6F²-cel en streven daarnaar om over te schakelen op 3D DRAM
- YMTC, bekend van NAND, ontwikkelt een 4F² DRAM met verticale kanaaltransistor, gericht op 9.600 MT/s
- CXMT plant vóór het einde van het jaar een DDR5 RDIMM module voor servers gebaseerd op 4F², zonder concrete specificaties
De discussie is significant. De DRAM-sector worstelt al jaren met het verkleinen van celafmetingen, omdat geheugen een van de belangrijkste bottlenecks is in AI-datacenters. Hoe en wanneer elke fabrikant meer dichtheid per wafer weet te bereiken, zal de kosten en productiecapaciteit bepalen in de komende jaren.
Wat is de 4F²-cel en waarom belooft het meer dichtheid?
In DRAM wordt elke bit opgeslagen in een cel bestaande uit een transistor en een condensator. De maat F vertegenwoordigt de minimale fabricagedimensie. Huidige DRAM gebruikt 6F²-cellen, waarbij transistor en condensator zij aan zij liggen. In de 4F²-architectuur wordt de transistor verticaal geplaatst (vandaar de naam vertical channel transistor, VCT), en de condensator bevindt zich bovenop. Elke cel beslaat dan een vierkant van 2F bij 2F.
Op papier beslaat een 4F²-cel ongeveer twee derde van het oppervlak van een 6F²-cel bij dezelfde fabricagetechnologie, waardoor meer bits per wafer kunnen worden opgeslagen. De uitdaging ligt in het betrouwbaar en op grote schaal vervaardigen van verticale transistors. Samsung presenteerde een 16 Gb 4F²-ontwerp tijdens de ISSCC conferentie in 2026, maar de massaproductieplannen voor 2028 zijn nog niet vastgelegd. Ook SK hynix heeft een 4F²-platform met verticale poort ontwikkeld voor toekomstige nodes, volgens Tom’s Hardware.
Micron sluit 4F² af en kiest voor 3D DRAM
Micron kiest een andere weg. Tijdens haar technisch seminar gaf het bedrijf aan al meer dan 20 jaar onderzoek te doen naar de 4F²-cel en niet een haalbare schaalbaarheid te zien. Scott DeBoer beschreef de vermeende voordelen ten opzichte van 6F² als een mythe en benadrukte de fundamentele problemen met schaalbaarheid. Volgens DIGITIMES ziet Micron beperkte voordelen voor de hogere kosten en complexiteit van de architectuur.
De alternatieve strategie van Micron is het verlengen van de levensduur van de 6F²-cel over meerdere generaties en daarna overschakelen op 3D DRAM, waarbij cellen verticaal worden gestapeld, zoals bij NAND. Volgens publicaties na het seminar zal hun Boise-fabriek halverwege 2027 beginnen met massaproductie van DRAM op 1-delta node, gevolgd door eerste 3D-architecturen (3D1 en 3D2) in latere generaties tussen de 1-zeta en 1-eta nodes. Dit zijn de plannen van het bedrijf, met nog geen vaste data voor 3D DRAM.
YMTC en CXMT versnellen met 4F²
De Chinese fabrikanten bewegen zich in de tegenovergestelde richting. YMTC, dat al tussen de grote NAND-spelers is komen te staan en zich voorbereidt op een beursgang in Shanghai, wil technologieën zoals Xtacking toepassen op DRAM. Volgens Counterpoint Research, geciteerd door Wccftech, ontwikkelt YMTC sinds oktober 2025 een LPDDR5 van 16 Gb met 7.500 MT/s in hun Fab 2, met een productie van circa 5.000 wafers per maand. De volgende versie, met 9.600 MT/s, zou gebruik maken van een 4F²-cel met verticale kanaaltransistor en in massa worden geproduceerd in Fab 3, maar zonder exacte datum. In Revista Cloud werd al besproken dat YMTC de strijd aangaat met Samsung op de markt voor zakelijke SSD’s.
CXMT, de grootste Chinese DRAM-producent, ligt wat betreft planning voorop. Voorzitter Cao Kanyu kondigde aan dat hun eerste 4F²-product, een DDR5 RDIMM-module voor servers, vóór het eind van 2026 beschikbaar zal zijn. Het bedrijf noemt hun ontwerp van een vertical surrounded gate transistor en heeft bij de IEDM-conferentie in 2023 een 8 Gb-voorbeeld gepresenteerd, met octrooien in meer dan 300 patentfamilies. Specificaties zoals snelheid, capaciteit en productievolumes worden niet vermeld, maar Zuid-Koreaanse media suggereren dat de eerste producten mogelijk slechts gedeeltelijk gebruik maken van 4F². CXMT behaalde volgens TrendForce 9,5% van de wereldwijde DRAM-inkomsten in Q2 en zet een volgende fase in van de Chinese geheugentechnologie-oorlog.
Voor Chinese fabrikanten biedt 4F² extra aantrekkingskracht omdat het toelaat om dichtheid te verhogen zonder sterk te hoeven inzetten op de minimale fabricagedimensie — een terrein waarop exportbeperkingen voor lithografische apparatuur hen beperken. Sectoranalisten bevestigen dit, al worden de voordelen niet altijd expliciet vermeld door de bedrijven zelf. Volgens semiconductor-expert Fred Chen, geciteerd door Wccftech, zou CXMT de problemen met 4F² kunnen oplossen en mogelijk overstappen van een effectief 1c-proces naar 1d.
Veelgestelde vragen
Wat is de DRAM 4F²?
Het is een celarchitectuur waarbij de transistor verticaal onder de condensator wordt geplaatst, waardoor elke cel ongeveer twee derden van het oppervlak van de huidige 6F²-cel inneemt.
Waarom sluit Micron de 4F² af?
Micron stelt dat na meer dan 20 jaar onderzoek er geen haalbare schaalbaarheid wordt gevonden en dat de voordelen qua dichtheid beperkt zijn in verhouding tot de kosten. Het bedrijf kiest daarom voor uitbreiding van de 6F² en de overstap naar 3D DRAM.
Wat ontwikkelt YMTC voor DRAM?
Volgens Counterpoint is al een LPDDR5 van 16 Gb met 7.500 MT/s in proeffase en wordt een versie met 9.600 MT/s met 4F²-cel en verticale transistors ontwikkeld, zonder vaste datum voor productie.
Wanneer komt de eerste CXMT DRAM 4F²?
De voorzitter heeft aangekondigd dat vóór het einde van 2026 een DDR5 RDIMM module voor servers beschikbaar zal zijn, maar zonder openbare specificaties.
Bronnen: