Samsung už používá EUV i na paměti DRAM. Vyrábí se s ním DDR4, v roce 2021 začne DDR5

6
Zdroj: Samsung

V posledních letech se s nástupem 7nm polovodičové výroby konečně dostává do praxe technologie EUV, tedy optická litografie používající expozici pomocí extrémního ultrafialového záření, která byla dlouhá léta neustále odsouvaná do minulosti. EUV se probírá v souvislosti s výrobou procesorů/SoC a GPU, ale vypadá to, že už nezůstane jenom u tzv. logických čipů. Tato technologie by mohla transformovat i výrobu pamětí, které zejména v případě DRAM už delší dobu narážejí na to, že nové generace výrobních procesů hůře škálují.

 

Výroba DRAM na EUV procesu už vyplodila milion čipů

Pionýrem použití EUV ve výrobě pamětí DRAM se podle všeho stal Samsung, který ostatně na EUV vsadil i celý 7nm proces, firma na rozdíl od TSMC nespustila nejprve konzervativní verzi používající několikanásobnou expozici doteď používaným 193nm UV zářením (dnes se někdy oproti EUV označuje jako „DUV“ čili Deep UV).

Samsung tento týden oznámil, že už reálně vyrábí čipy DRAM pomocí technologie EUV a touto cestou už jich vyprodukoval a dodal zákazníkům přes milion. Na EUV vyrábí paměti DDR4, přičemž použitý proces je „10nm třídy“, což může označovat cokoliv mezi 10 a 19 nm – výrobci pamětí už bohužel několik let nepoužívají přesná čísla.

Moduly či čipy už u zákazníků údajně prošly ověřením. Patrně se u nich jedná o velké OEM zakázky, proto jsou první hlavně asi ověřovací série tak velké. Po této výrobě, která je asi spíše předsériová a asi probíhá v oddělené větvi vývoje proti standardnímu výrobnímu procesu, na kterém Samsung vyrábí DRAM, má být EUV nasazeno do sériové výroby v rámci čtvrté generace procesu 10nm třídy. Kromě DDR4 se na ní v roce 2021 začnou vyrábět také nové generace pamětí LPDDR5 a DDR5. To už má být skutečně masová výroba a půjde o 16Gb čipy. Jakou kapacitu mají nyní vyráběné EUV čipy DDR4, či jaké jsou další parametry, to zatím Samsung neprozradil.

samsung 16gb lpddr5 4
16gb čip LPDDR5 od Samsungu

Přínosy expozice EUV budou pro DRAM asi podobné jako u procesu pro výrobu logických čipů. EUV dokáže lépe kreslit mikroskopické velikosti, takže je možné je vytvořit s menším počtem masek a menším počtem expozičních kroků, kdežto bez EUV by byla třeba vícenásobná expozice. Současně jsou potřebné struktury vytvářeny s větší přesností, což by mělo mít za výsledek lepší výtěžnost. Méně masek pak znamená menší náročnost na vývoj. Ale EUV na druhou stranu také přináší své náklady navíc. Celkově očekává Samsung, že produktivita na wafer má v budoucnu u tohoto procesu narůst až na dvojnásobek, ale v tom je asi započítáno zvýšení bitové hustoty na wafer dané přechodem ze třetí na čtvrtou generaci procesu třídy 10nm – za těmtio označeními se může skrývat například 14nm a 11nm proces (jak už bylo řečeno, přesná označení nejsou už uváděná).

Díky krátké vlnové délce dokáže EUV kreslit mnohem ostřejší struktury v nanometrovém měřítku
Díky krátké vlnové délce dokáže EUV kreslit mnohem přesnější struktury v nanometrovém měřítku (Zdroj: Samsung)

Momentálně EUV díky snížení počtu expozic vyžaduje méně masek, což v jednom ohledu zjednoduší výrobu, ovšem za cenu investic do náročných nových strojů a materiálů. O generaci či pár generací dál už ale možná bude nasazení EUV vyloženě nevyhnutné (při dalším zmenšování se brzo už totiž asi bude muset i s EUV začít exponovat vícenásobně). Na EUV se tedy nejspíš brzy budou muset přeorientovat i ostatní výrobci DRAM. Samsung zde může mít výhodu v tom, že začal jako první. A také díky tomu, že s EUV už pracuje při výrobě logických čipů, což je něco, čemu se Hynix a Micron nevěnují.

Začne přechod na DDR5 v počítačích příští rok?

Mimochodem, na této zprávě si všimněte také oné zmínky o DDR5 v roce 2021. Vypadá to, že Samsung počítá s tím, že by se tento nový typ pamětí mohl začít komerčně používat právě v tomto roce, což je pro nás zajímavá informace. Bylo by to ale asi spíše v jeho druhé polovině. Zatím to ovšem vypadá, že DDR5 začne zase nejdřív v serverech, kdežto v PC to může být až později. Nedávno unikly podrobné informace o desktopových procesorech Intel Rocket Lake, které by mohly vyjít buď koncem letoška, nebo v první polovině roku 2021 (to je asi pravděpodobnější). A budou tedy asi pro Intel aktuální po většinu nebo rovnou po celý rok 2021. A toto Rocket Lake pro desktop má používat pouze paměti DDR4 (asi DDR4-3200). To by znamenalo, že DDR5 bude nejdříve až u následující generace a tedy záležitostí až roku 2022. Tam čekáme 10nm procesory Alder Lake, které budou mít nový socket LGA 1700. DDR5 by tedy mohly být poprvé na něm.

Jistě zatím ale nevíme, jak to bude u AMD. Tomu by DDR5 mohly teoreticky nasadit Ryzeny 5000 pro desktop. Ale ty asi také vyjdou nejdříve na podzim či koncem roku 2021, takže lze rozumně předpokládat, že ani na jejich platformě nebude DDR5 nasazena výrazně dříve než u Intelu. Historicky nový typ paměti nasazoval vždy jako první Intel, kterému to asi usnadňuje jeho silnější tržní pozice, takže je asi lepší sázet zde na něj.

Zdroj: Samsung

Galerie: EUV v 7nm výrobním procesu Samsungu

Samsung už používá EUV i na paměti DRAM. Vyrábí se s ním DDR4, v roce 2021 začne DDR5
Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 8 hlas/ů

6 KOMENTÁŘE

  1. Když vidím kam se ubírá AMD, tak si nenechají ujít příležitost nasadit DDR5 jako první.
    udělají nový socket AM4+ s DDR5 a cpu půjdou i do AM4. Všichni krom výrobců desek budou spokojený, i když je otázka, jestli pro ně neni lepší inovovat jen high-end a low-end mít pokrytý jedním produktem po delší dobu.

      • AMD ve své historii už vydalo procesory se dvěma paměťovými řadiči (Phenom II). Konec socketu AM4 nemusí být spjat s řadou Ryzen 4000. Stačí k Ryzen 5000 CCX čipletům přes Infinity fabric připojit současný IO čiplet s DDR4 řadičem a máme tu hezkou možnost pro upgrade. Dokonce si myslím, že B550 popř. A520 čipsety by mohly být pro takovou eventualitu přímo připravovány, protože jinak jejich celkem pozdní vydání pro vlastně končící platformu by dávalo malý smysl.

        • U těch čipsetů to funguje tak, že vlastně fungují jako I/O extender na sběrnici PCIe. S pamětí a procesorem asi mají relativně nízkou provázanost, dokonce může desktop fungovat bez čipsetu (ASRock A300M-STX). Takže za předpokladu, že se na AM5 nezmění něco fundamentálního, tak by čipsety měly fungovat dál, podobně jako se staré nForce z dob AM2 daly nakonec použít na AM3+.