A hefeji World Manufacturing Convention szakkiállításon hivatalosan bejelentette ötödik generációs, G5 elnevezésű DRAM gyártástechnológiájának tömeggyártását a kínai ChangXin Memory Technologies (CXMT), amelyről a TrendForce piaci beszámolója közölt részletes adatokat. A vállalat az extrém ultraibolya (EUV) litográfiai rendszerek nyugati exportkorlátozásait kikerülve, négyszeres önigazító maszkolással (SAQP) szorította le a memóriacellák aktív területének fél-távolságát (active-area half-pitch) 11,95 nanométerre. Az eljárással készülő első egységek, a 24 gigabites (Gb) LPDDR5X lapkák már megjelentek a kínai okostelefon-gyártók csúcskészülékeiben.
SAQP litográfia az EUV rendszerek hiányában
A holland ASML fejlett litográfiai berendezéseire érvényes nemzetközi szankciók miatt a kínai memóriagyártó kizárólag mély-ultraibolya (DUV) merítéses szkennercsaládokra támaszkodhatott. Az elért 11,95 nanométeres fél-távolság 23,9 nanométeres teljes cellaosztásközt (pitch) eredményez. Ez a fizikai dimenzió a nemzetközi élvonal fejlett, 10 nanométeres osztályú DRAM megoldásaival vetekszik, jóllehet a hagyományos félvezető-nómenklatúrákba nem illeszthető be közvetlenül egyetlen konkrét számmal.
A szub-12 nanométeres mintázat előállításához a CXMT mérnökei a négyszeres önigazító maszkolást (Self-Aligned Quadruple Patterning, SAQP) választották. Az eljárás során a kezdeti fotomaszkolási fázis után többszörös távtartó rétegleválasztási és maratási fázisokkal sűrítik a vonalakat, megkerülve a közvetlen optikai felbontási korlátokat. Ez a litográfiai megközelítés a kínai csúcstechnológiai beruházások és amerikai szankciók kereszttüzében született, ahol a hiányzó berendezéseket bonyolultabb gyártási ciklusokkal kénytelenek kiváltani a helyi üzemek.
HKMG tranzisztorok és 45:1 arányú kondenzátorok
A geometriai zsugorításból fakadó parazita szivárgások ellensúlyozására a CXMT DRAM-ra optimalizált High-K Metal Gate (HKMG) kapurendszerre váltott a tranzisztoroknál. Ennek eredményeként a memóriacellatömb magasságát 6762 nanométerre sikerült visszaszorítaniuk, javítva a kapcsolási sebességet és a dielektromos stabilitást.
A memóriacellákban lévő tárolókondenzátorok mélység-szélesség aránya (aspect ratio) megközelítőleg 45:1 értéket ért el. A kondenzátoroszlopok ennek megfelelően 45-ször mélyebbek, mint amilyen szélesek, így a kisebb szilíciumterületen is megőrizhető a megbízható töltéstároláshoz elengedhetetlen kapacitás. Ez a felépítés a legmodernebb, adatsűrűségi határait feszegető memóriamodulok tervezési elveit tükrözi. A 45:1-es arány komoly kihívást támaszt a mélymaratás, a gőzfázisú rétegleválasztás és a mikroszkopikus pillérek mechanikai stabilitása terén.
24 Gb LPDDR5X lapkák zászlóshajó telefonokba
A G5 platform első tömeggyártott termékei a 24 gigabites (3 gigabájtos) LPDDR5X modulok. Ezek a lapkák 50 százalékkal nagyobb adatsűrűséget biztosítanak a CXMT előző generációs megoldásaihoz képest. A memóriachipeket két különféle tokozásban kezdték szállítani a partnereknek, így a helytakarékos vékony okostelefonok alaplapjára éppúgy integrálhatók, mint a nagyobb hűtőfelületű prémium készülékekbe.
A 24 Gb-os LPDDR5X chipek a kínai sajtóbeszámolók szerint már megjelentek a helyi gyártók új zászlóshajó okostelefonjaiban, ami a kereskedelmi minősítés és a szállítási folyamatok sikerességét jelzi a belső piacon.
A kihozatali arány ismeretlen változója
A technikai bejelentés hátterét a a Tom’s Hardware hasábjain Anton Shilov részletes szakmai elemzése foglalta össze. A gyártó adatai szerint a G5 eljárás legalább 50 százalékkal növeli az ostyánként kinyerhető bruttó lapkaszámot (gross dies per wafer) a G4-hez képest egyenértékes számítás alapján. Ez a fizikai elrendezés papíron jelentős kapacitásbővülést vetít előre a 300 milliméteres szilíciumtárcsákon.
A gyári közlemény ugyanakkor teljesen elhallgatta a valós kihozatali arányt (yield). A félvezető-tömeggyártásban a bruttó lapkaszám önmagában nem mutatja meg a gazdaságosságot, mivel az SAQP négyszeres maszkolási ciklusai során keletkező mikroszkopikus hibák közvetlenül rontják a hibátlanul működő lapkák (known-good dies, KGD) arányát. Amíg a selejtszám és a valós bitenkénti önköltség nem nyilvános, a technológiai felzárkózás gazdasági fenntarthatósága továbbra is nyitott kérdés a globális memóriapiacon.
