Samsung Electronics ha anunciado el comienzo de la producción en masa de los primeros chips DDR4 de 8 gigabit (Gb) fabricados con su proceso a 10 nanómetros. Éstos chips serán los utilizados en los módulos de memoria RAM DDR4 de próxima generación del fabricante coreano y que llegarán al mercado a no mucho tardar.
Con éste anuncio, Samsung abre la puerta por primera vez a los 10 nanómetros en la carrera por el escalado de la memoria DDR4. Samsung ha logrado éste nuevo hito en la industria gracias a su especial proceso de fabricación en el que utilizan un proceso de inmersión en ArF (fluorato de argón) sin utilizar equipamiento EUV (extreme ultra violet). De ésta manera, Samsung no solo establece los primeros chips de memoria DDR4 a 10 nanómetros de la industria, sino que además se superan a sí mismos reduciendo a la mitad la litografía de los chips en menos de dos años (Samsung también fue el primero en fabricar chips DDR3 de 4 Gb (gigabit) a 20 nanómetros en 2014).
La mejor parte de éste hito es sin duda que ahora las obleas de chips saldrán más rentables, lo que repercute en los costes de fabricación para Samsung y por ende en el precio final del producto. Según los cálculos de la compañía, si comparamos el actual proceso de fabricación de chips DDR4 de 8 Gb a 10 nm con el que tenían antes de chips DDR3 de 4 Gb a 20 nm, se aprovecha en torno a un 30% más la superficie de la oblea.
La memoria DRAM vs NAND
Vamos a hacer una pequeña explicación más a nivel técnico, más que nada para que podáis ver la diferencia de los chips DRAM utilizado en la memoria RAM y los chips NAND utilizado en los SSDs, por ejemplo. Mientras que la memoria NAND Flash tiene un solo transistor por cada celda de memoria, en los chips DRAM hay un condensador y un transistor, enlazados entre ellos de manera bidireccional y, generalmente, con el condensador ubicado físicamente encima del transistor.
En el caso de los nuevos chips a 10 nanómetros se añade otro nivel de dificultad en la fabricación, ya que hay que apilar condensadores muy estrechos de forma cilíndrica (condensadores X) que contienen grandes cargas eléctricas encima de unos transistores de apenas 12 nanómetros de ancho, creando más de 8.000 millones de celdas por chip. Casi nada, ¿eh?
Samsung ha logrado crear esta litografía de manera satisfactoria utilizando una tecnología de diseño de circuitería propietaria (por lo que no veremos ésta tecnología en otros fabricantes a no ser que la licencien) y una litografía de cuádruple dibujo. Con éste cuádruple dibujo, se permite el uso del equipo fotolitográfico que Samsung ya tenía de anteriores generaciones, ahorrando mucho coste de fabricación ya que no ha habido apenas inversión en nuevo equipamiento.
Además de lo ya mencionado, el uso de una disposición de capas dieléctricas refinadas hace que se logre una sustancial mejora de rendimiento final en éstos chips DRAM a 10 nanómetros. Los ingenieros de Samsung han logrado aplicar varias capas dieléctricas ultra finas que proporcionan una gran uniformidad en el grosor de apenas un dígito de Angstrom (diez mil millonésima parte de metro, 0.000,000,000,1 metros. En otras palabras, un centímetro son 10 millones de Angstroms).
Se espera que podamos ver los primeros productos comerciales de Samsung con éstos nuevos chips DRAM de 8 Gb a 10 nm en el cuarto trimestre de este año, aplicados tanto a dispositivos móviles de la compañía como a memorias RAM para el mercado del consumidor.