8 Gbit/s DDR4 DRAMs der 10-Nanometer-Klasse

Samsung geht mit zweiter Chip-Generation in Serie

| Autor / Redakteur: Tina Billo / Rainer Graefen

Samsung startet die Massenfertigung von 8 Gbit DDR4-DRAM-Chips der zweiten Generation, die mehr Leistung bringen und zudem energieeffizienter sein sollen, als die Vorgängerversion.
Samsung startet die Massenfertigung von 8 Gbit DDR4-DRAM-Chips der zweiten Generation, die mehr Leistung bringen und zudem energieeffizienter sein sollen, als die Vorgängerversion. (Bild: Samsung)

Bereits seit Februar 2016 fertigt Samsung DRAM-Chips der 10-Nanometer-Klasse. Jetzt läuft die Serienproduktion der zweiten Generation an, die leistungsfähiger und energieeffizienter sein soll als die Vorgängerversion.

Dass Samsung nun die zweite Generation von DRAM-Chips für DDR4-RAM-Riegel der "10-Nanometer- (nm) Klasse" vom Stapel lässt, hört sich für den Laien zunächst einmal nicht aufregend an. Vor allem, weil die Speicherkapazität ja mit 8 GBit (1 Gigabyte) pro Die nicht höher ausfällt als zuvor. Denn Unterschied macht das mitgelieferte Kürzel 1Y, das einen Rückschluss auf das zur Erzielung einer geringeren Strukturbreite verwendete Fertigungsverfahren und die mögliche Abmessung des Speicherbausteins - vermutlich 15 nm oder 16 nm - zulässt. Dabei gilt je kleiner, desto höher der erzielbare Ausstoß. Dies wiederum senkt die Herstellungskosten.

Die Aussage von Samsung, dass sich gegenüber der ersten 1X-Generation (18 nm) ein um 30 Prozent höheres Produktivitätsvolumen erzielen ließe, untermauert dies ebenso wie die zu den Dimensionen, der Leistungsaufnahme und der Geschwindigkeit preisgegebenen Angaben. So sollen die 2-Gen-Lösungen eine bessere Energieeffizienz bieten (10 bis 15 Prozent) und schneller arbeiten. Die Geschwindigkeit der neuen Chips liegt laut Hersteller bei bis zu 3.600 Mbit/s pro Pin, die ersten Generation hätte maximal 3.200 Mbit/s geboten.

Neue proprietäre Technologien

Die Grundlage für die Verbesserungen beruht laut Gyoyoung Jin, President of Memory Business bei Samsung Electronics, nicht nur auf dem Verzicht der üblicherweise bei der Chipherstellung zum Einsatz kommenden EUV- (Extreme Ultra Violet) Lithografie-Technik. Sondern vielmehr auf "dem Einsatz innovativer DRAM-Schaltkreistechnologien und -Prozesse", dank derer das Unternehmen Skalierungsprobleme hätte lösen können.

Zum einen handelt es sich hierbei um neu entwickeltes als "Cell Data Sensing System" bezeichnetes Verfahren, dass zuverlässig erkennen soll, welche Daten in den einzelnen Speicherzellen vorgehalten werden. Dadurch ließe sich einerseits die Schaltkreisintegration verbessern, andererseits die Fertigungsproduktivität steigern.

Außerdem setze man bei der Produktion auf "Air Spacer". Hierbei handele es sich um Luftschichten, die durch die Integration und später per isotropen Ätzen wieder entfernten Materials im Silizium-Layout gebildet würden. Dadurch könnten sogenannte unerwünschte (parasitäre) Kapazitäten zwischen benachbarten Bitleitungen um 34 Prozent reduziert werden. Dies erlaube es, Chips dichter zu fertigen und schneller zu betreiben.

Schellere Markteinführung von Folgeprodukten

Vom Start des verbesserten Fertigungsverfahrens inklusive der bei der Produktion eingesetzten neuen Techniken verspricht sich Samsung weitere für den Einsatz in Enterprise Servern, Mobilgeräten, Supercomputern, HPC-Systemen und schnellen Grafikkarten vorgesehene DDR5-, GDDR6-, LPDDR5- und HBM3-Speicher einführen zu können. Jedoch soll auch die Produktion der ersten Generation an DRAMs der 10-Nanometer-Klasse erhöht werden, um die steigende Nachfrage zu bedienen.

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