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1 Milliarde Transistoren auf 56 Quadratmillimetern

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Nach eigener Einschätzung hat Micron den zurzeit kleinsten DRAM-Chip mit 1 Gigabit (GBit) Speicherkapazität entwickelt, dessen 1.073.741.824 (oder 230) Speicherzellen (zuzüglich Reserve) sich auf lediglich 56 Quadratmillimetern zusammendrängen. Dazu reicht Micron ein 68-Nanometer-Fertigungsprozess aus, weil der Hersteller eine Speicherzellengröße von 6F2 realisieren konnte; der Buchstabe F steht darin für die Feature Size, also die Größe der kleinsten in der jeweiligen Fertigungstechnik herstellbaren Strukturen. Andere DRAM-Hersteller arbeiten noch mit 8F2-Speicherzellen, dürften aber ebenfalls in den nächsten Generationen ihrer Produkte umsteigen – so sieht es auch die ITRS-Roadmap vor.

Micron will DDR2-Versionen der neuen 1-GBit-SDRAMs ab Anfang 2008 in Serie fertigen, in der zweiten Hälfte kommenden Jahres sind dann DDR3-Varianten geplant.

Leider verraten die Chiphersteller die Die-Größen ihrer Produkte nicht immer, doch Firmen wie Semiconductor Insights haben sich darauf spezialisiert, gegen gute Bezahlung genau solche Daten zu liefern. Zum Vergleich hier die Daten eines 512-MBit-DDR2-SDRAMs, dessen 8F2-Speicherzellen Hynix in einem 80-nm-Prozess fertigt: auch dieser Chip belegt 56 Quadratmillimeter Siliziumfläche (7,7 mm × 7,3 mm).

Mittlerweile fertigt Hynix allerdings bereits 1-GBit-Chips mit 60-nm-Strukturen und will Mitte 2008 auf 54-Nanometer-Technik umsteigen; dann sollen auch 2-GBit-Chips mit diesen Strukturgrößen kommen.

Bei der Verkleinerung der DRAM-Strukturen müssen die Entwickler immer neue Hürden überwinden, damit die 1T1C-Speicherzellen (1 Transistor, 1 Kondensator) überhaupt noch zuverlässig funktionieren. Statt planarer Transistoren kommen heute durchweg 3D-Strukturen zum Einsatz, bei Samsung etwa S-RCATs. Und die Qimonda-Entwickler tüfteln daran, ihren Trench-Kondensator mit der nötigen Kapazität von etwa 25 bis 30 Femtofarad zu bauen. Auf der IEDM 2006 hatte Qimonda einen 512-MBit-DRAM-Prototypen für die geplante 58-nm-Generation der Fertigungstechnik vorgestellt, bei dem der Trench-Kondensator U-förmig ist (Extended U-Shape Cell Device, EUD). (ciw)