⭐ נקודות עיקריות
- סמסונג פיתחה אב-טיפוס מתפקד של רכיב זיכרון מסוג V-NAND המגיע ל-900 שכבות.
- הרכיב החדש מבוסס על חיבור שתי פרוסות סיליקון בעלות 450 שכבות כל אחת באמצעות טכנולוגיית CMB.
- הפיתוח נועד לספק מענה לביקוש הגובר לזכרונות בקיבולת גבוהה וביעילות אנרגטית עבור שרתי AI ומרכזי נתונים.
- ייצור המוני של הרכיב צפוי בעתיד, לאחר תחילת הייצור של הדור העשירי המציע מעל 400 שכבות.
סמסונג (Samsung) השיגה פריצת דרך משמעותית בתחום זכרונות ה-NAND והציגה אב-טיפוס ראשון בעולם של זיכרון V-NAND המגיע לרמת צפיפות של 900 שכבות, כך עולה מדיווח של עיתון הטכנולוגיה הקוריאני ET News.
המהלך מקרב את החברה באופן מוחשי אל היעד הרשמי שהציבה לעצמה – הגעה לרכיבי זיכרון בעלי 1,000 שכבות עד שנת 2030.
הפיתוח החדש מייצג את החידוש המרכזי במאמצי החברה לשמור על מעמדה הטכנולוגי בשוק זכרונות ה-NAND, המשמשים כרכיבי אחסון בכונני SSD, שרתי בינה מלאכותית (AI), טלפונים חכמים ומרכזי נתונים.
ככל שרכיב הזיכרון כולל מספר שכבות גבוה יותר, ניתן לאחסן נפח נתונים גדול יותר מבלי להגדיל את השטח הפיזי של השבב, תוך שיפור ניכר ביעילות האנרגטית של הרכיב כולו.
טכנולוגיית המבנה והחיבור
על מנת להתגבר על המורכבות המכנית והפיזיקלית הכרוכה בייצור שבב יחיד בעל מאות שכבות, סמסונג פנתה לפתרונות מארז מתקדמים המבוססים על הדבקת שבבים ברמת פרוסת הסיליקון (Wafer-level Stacking).
רכיב ה-900 שכבות שהוצג מורכב למעשה משתי פרוסות סיליקון נפרדות של זיכרון V-NAND, המכילות 450 שכבות כל אחת.
החיבור בין שתי הפרוסות מתבצע באמצעות טכנולוגיה יעודית של החברה המכונה Cell Multi-Bonding או CMB.
מדובר בווריאציה מתקדמת של חיבור היברידי (Hybrid Bonding), היוצרת קשר קבוע ומוליך בין השבבים באמצעות נקודות מגע מתכתיות זעירות המוטמעות בתוכם ומותכות יחד לכדי יחידה תפקודית אחת.
אתגרי הייצור
תהליך ההדבקה של פרוסות סיליקון המכילות כבר 450 שכבות מציב אתגרים הנדסיים מורכבים, ובראשם תופעת עיוות וכיפוף של הפרוסה (Warpage) כתוצאה מהעובי והלחץ המכני.
סמסונג פתרה את הבעיה באמצעות שילוב תכנון חדש של תושבות החזקה מיקרוסקופיות (Upper Chuck).
בנוסף, החברה הטמיעה טכנולוגיית תיקון והתאמה חדשה (Overlay Correction) המונעת שגיאות של חוסר התאמה וסטייה מיקרוסקופית בעת חיבור שתי הפרוסות זו לזו.
כדי להתמודד עם צריכת החשמל ועליית הטמפרטורה, סמסונג עיצבה מחדש את מבנה קווי הנתונים (Bitline) וקווי המילה (Wordline) בתוך הזיכרון, דבר המאפשר לדבריה לצמצם את צריכת האנרגיה ולשמור על ממדים פיזיים סבירים של השבב המאוחד.
החברה ציינה כי במסגרת הבדיקות אומתו בהצלחה מאפייני הפעולה המלאים של תאי הזיכרון ברכיב החדש.
מפת הדרכים והתחרות בשוק
הצגת אב-הטיפוס של סמסונג מתרחשת על רקע תחרות עזה בשוק הזיכרונות הגלובלי. נכון לעכשיו, החברה המחזיקה בשיא הנתון של מספר השכבות הגבוה ביותר בייצור המוני היא המתחרה הקוריאנית SK hynix, המייצרת רכיבי 4D NAND בעלי 321 שכבות.
במקביל, יצרניות סיניות ובראשן YMTC מאיצות את מאמציהן לקראת ייצור המוני של רכיבים בטווח של 270 עד 300 שכבות פעילות.
סמסונג טרם מסרה לוח זמנים רשמי להגעת רכיבי ה-900 שכבות לשוק. תוכנית העבודה הנוכחית של החברה מתמקדת תחילה בהבאת הדור העשירי של טכנולוגיית ה-V-NAND, המציע מעל 400 שכבות על גבי שבב בודד, לשלב של ייצור המוני מלא, ורק לאחר מכן ישולב בשוק המבנה המורכב המבוסס על טכנולוגיית ה-CMB.
