Samsung Electronics heeft haar ontwikkelingsstrategie voor de volgende generatie DRAM-geheugen aangepast door B1b op te nemen in haar officiële roadmap onder de naam D0a. Deze zet introduceert wafer-naar-wafer (W2W) hybrid bonding als een van de kerntechnologieën waarmee het bedrijf de huidige 10 nm-generatie (nanometer) geheugen wil overtreffen, terwijl de ontwikkeling van verticale-transistor DRAM, bekend als VCT, apart voortzet.
De kernpunten van Samsung’s nieuwe D0a DRAM in 20 seconden
- Samsung zou B1b van een R&D-project naar haar officiële roadmap hebben geïntegreerd als D0a.
- B1b scheidt de DRAM-cellen en perifere circuits in twee wafels en voegt ze vervolgens samen.
- Het proces maakt gebruik van W2W hybrid bonding om de dichtheid van integratie te verhogen.
- De vorige D0a op basis van VCT wordt D0a-V genoemd en blijft in ontwikkeling.
- Samsung onderzoekt de toepassing van B1b in HBM5, waarvan de productie rond 2029 wordt verwacht.
Deze wijziging beïnvloedt de manier waarop Samsung haar eerste DRAM-proces onder de 10 nm-perimeter benadert. Volgens informatie van ZDNet Korea was B1b in ontwikkeling, maar niet officieel in de roadmap opgenomen. Nu is het onderdeel van D0a geworden, terwijl de eerder daarmee geassocieerde VCT-technologie wordt hernoemd naar D0a-V.
De technische implicatie is duidelijk. Samsung streeft ernaar de geheugenceldichtheid te verhogen zonder enkel de afmetingen van de onderdelen op één enkele wafer te verkleinen. B1b scheidt de fabricage van DRAM-cellen en perifere circuits in twee wafels. Deze worden later samengevoegd zodat de celtaplaag op de circuitlaag wordt geplaatst.
Dit ontwerp maakt het mogelijk om verschillende processen voor elk onderdeel toe te passen en, volgens ZDNet Korea, het verhogen van de cel-dichtheid te vergemakkelijken. De verbinding gebeurt via W2W hybrid bonding, waarbij directe koperinterconnecties tussen de twee structuren worden verbonden in plaats van de gebruikelijke bumps die in conventionele pakkingsystemen worden toegepast.
B1b verslaat VCT in Samsung’s strategie
Deze beslissing weerspiegelt ook de uitdagingen die gepaard gaan met de volgende generatie DRAM-architecturen. Tot nu toe had Samsung VCT aangewezen als de weg voor D0a-ontwikkeling. Bij deze architectuur wordt de transistor in de geheugencel verticaal geplaatst in plaats van horizontaal.
De aanpassing kan de benodigde oppervlakte voor elke cel verminderen. Volgens ZDNet Korea kan een conventionele cel circa 6F² in beslag nemen, terwijl VCT die ruimte kan terugbrengen tot ongeveer 4F². F verwijst naar de kenmerkende dimensie die wordt gebruikt om de structuur te beschrijven.
VCT brengt echter aanzienlijkere fabricage-uitdagingen met zich mee. Het vormen van verticaal geplaatste transistors vereist hoge aspect-ratio etprocessen, en het verkleinen van de celoppervlakte verhoogt de eisen omtrent leakage currents. Ook nieuwe materialen zijn nodig om deze problemen het hoofd te bieden.
B1b bouwt verder op technologie die al in andere semiconductordelen wordt toegepast. W2W hybrid bonding wordt onder meer gebruikt in CMOS-sensoren en high-density NAND-geheugen. Deze industriële ervaring verklaart waarschijnlijk waarom Samsung B1b prioriteert boven VCT voor de implementatie in D0a.
De huidige generatie wordt aangeduid als 1c, de zesde generatie DRAM van circa 10 nm (refererend aan 11 tot 12 nm). De volgende stap is 1d, de zevende generatie, met referenties tussen 10 en 11 nm. Deze nanometer-aanduidingen zijn categorieën die door fabrikanten worden gebruikt en hoeven niet te betekenen dat ze precies één fysieke afmeting vertegenwoordigen.
D0a vertegenwoordigt de volgende sprong binnen deze evolutie. De herziene strategie stelt dat de weg naar deze generatie eerst via een nieuwe integratiewijze tussen cellen en perifere circuits moet lopen.
De band met HBM5 en toekomstige 3D-architecturen
Deze beslissing kan ook gevolgen hebben voor geheugenoplossingen voor kunstmatige intelligentie. Samsung onderzoekt de toepassing van B1b in HBM5, de vijfde generatie van haar high-bandwidth geheugenfamilie, en volgens ZDNet Korea de achtste generatie volgens classificatie.
HBM5 wordt rond 2029 verwacht, al is dit een industrieschatting en geen bevestigde productiedatum. Samsung ontwikkelt deze generatie met als doel de snelheid ongeveer 50% of meer te verhogen ten opzichte van HBM4E.
Voor B1b om in productie te gaan als D0a, is nog een ontwikkelingspad af te leggen. Volgens schattingen van ZDNet Korea zal de commerciële beschikbaarheid minstens twee jaar later plaatsvinden, met investeringsplannen voor productie die naar verwachting halverwege 2027 worden vastgesteld.
VCT blijft echter onderdeel van Samsung’s ontwikkelstrategie. Het bedrijf blijft werken aan deze architectuur, en het is mogelijk dat B1b naast VCT en later in DRAM-3D wordt ingezet.
DRAM-3D introduceert een verdere stap: het verticale stapelen van geheugencells. In dat scenario kan hybrid bonding fungeren als een gemeenschappelijke integratietechnologie voor verschillende architecturen, niet beperkt tot één enkele generatie DRAM.
Choi Jeongdong, senior vice-president bij TechInsights, acht dat B1b toegepast kan worden naast VCT of 3D DRAM, doordat de gescheiden fabricage van cellen en circuits voordelen biedt voor toekomstige architecturen. Zijn beoordeling wijst erop dat hybrid bonding een platform voor integratie kan blijven worden naarmate interne geheugenontwerpen evolueren.
De herziene D0a-strategie wijzigt zodoende de technologische prioriteiten binnen Samsung. Het bedrijf blijft werken aan diepere architecturen zoals VCT, maar plaatst eerder een al bestaande integratietechnologie die al ervaring heeft opdoen in andere fabricageprocessen. Het directe doel is de dichtheid van DRAM te verhogen door het scheiden en vervolgens samenvoegen van haar kernonderdelen, terwijl verticale architecturen parallel blijven ontwikkelen.
Veelgestelde vragen
Wat is de B1b-technologie van Samsung?
B1b scheidt de DRAM-cellen en perifere circuits in twee aparte wafels, die daarna worden verbonden via W2W hybrid bonding. Het doel is om de integratiedichtheid te verhogen en geoptimaliseerde processen voor elk onderdeel toe te passen.
Wat betekent D0a nu voor Samsung?
Samsung zou de definitie van D0a hebben gewijzigd om de technologie B1b aan te wijzen als haar volgende generatie DRAM onder de 10 nm-lijn. De VCT-architectuur, die voorheen onder de noemer D0a viel, heet nu D0a-V.
Wat is het verschil tussen B1b en VCT?
B1b wijzigt vooral de integratie van cellen en perifere circuits door middel van twee wafels die worden samengevoegd. VCT verandert de structuur van de transistor binnen de cel door deze verticaal te plaatsen, wat de oppervlakte verkleint.
Komt B1b naar HBM5?
Samsung onderzoekt de toepassing van B1b in HBM5. Volgens ZDNet Korea wordt deze geheugenserie rond 2029 verwacht, maar het betreft een industrievoorspelling en geen bevestigde productiedatum.
vía: zdnet