Firma Samsung Electronics ogłosiła rozpoczęcie masowej produkcji pierwszych na rynku wykonanych w procesie technologicznym 10 nm pamięci DDR4 DRAM o pojemności 8 gigabitów (Gb) oraz wykorzystujących je modułów. Pamięci typu DDR4 szybko stają się najpopularniejszym rozwiązaniem w komputerach osobistych oraz systemach komputerowych na całym świecie. Najnowsze osiągnięcie Samsunga pozwoli użytkownikom szybciej przenieść system na zaawansowane rozwiązania DDR4.

Układy zostały otrzymane po raz pierwszy po przezwyciężeniu trudności technologicznych związanych ze skalowaniem pamięci DRAM. Rozwiązaniem było wykorzystanie litografii z użyciem fluorku argonu (ArF) bez potrzeby użycia przyrządów pracujących w zakresie głębokiego ultrafioletu (EUV).

Opracowanie układów DRAM (szybkość 1x) w procesie 10 nm jest kolejnym sukcesem Samsunga po tym, jak firma w 2014 roku jako pierwsza wyprodukowała układy DDR3 o pojemności 4 Gb w procesie 20 nm.

Najnowsze pamięci DDR4 Samsunga o pojemności 8 Gb wykonane w technologii 10 nm znacząco zwiększają uzysk z wafla – o ponad 30% w stosunku do układów 8 Gb DDR4 DRAM w procesie 20 nm.

Nowe kości DRAM umożliwiają transfery z szybkością do 3200 megabitów na sekundę (Mbps). Jest to o ponad 30% więcej, niż przepustowość 2400 Mbps kości DRAM DDR4 wykonanych w procesie 20 nm. Jednocześnie nowe moduły DRAM  w technologii10 nm zużywają moc mniejszą o 10-20% w stosunku do swych poprzedników wykonanych w procesie 20 nm. Jest to istotne z punktu widzenia przyszłych generacji systemów obliczeniowych typu HPC i dużych sieci komercyjnych, a także rynku komputerów osobistych i serwerów.

Opracowanie przez Samsung pierwszych na rynku kości DRAM w technologii 10 nm było możliwe dzięki zaawansowanym rozwiązaniom projektowym i integracji procesu produkcji. Aby uzyskać układy w takiej skali, Samsung rozwinął technologię użytą do produkcji pamięci DRAM 20 nm. Ośrodki badawcze udoskonaliły autorska technologię projektowania komórek, poczwórną litografię QPT (quadruple patterning technology) oraz nanoszenie bardzo cienkiej warstwy dielektryka.

W odróżnieniu od pamięci NAND Flash, w których pojedyncza komórka składa się tylko z tranzystora, komórki DRAM składają się z tranzystora połączonego z kondensatorem. Zazwyczaj kondensator jest umieszczany nad tranzystorem. W przypadku nowych komórek DRAM wykonanych w technologii 10 nm powstaje dodatkowa trudność, ponieważ na komórkach muszą zmieścić się bardzo wąskie kondensatory cylindryczne przechowujące duże ładunki. Są one umieszczone nad tranzystorami o szerokości kilkudziesięciu nm, tworząc strukturę ponad 8 miliardów komórek.

Stworzenie komórek w technologii 10 nm wymagało autorskiego projektu układu i zastosowania poczwórnej litografii. Poczwórny proces litografii pozwala na stworzenie pamięci DRAM w niższym procesie technologicznym przy użyciu istniejącego sprzętu do fotolitografii.

Ponadto udoskonalona technologia umieszczenia warstwy dielektryka zapewniła poprawę parametrów nowych układów DRAM 10 nm. Inżynierowie Samsunga bardzo równomiernie nałożyli niezwykle cienkie warstwy dielektryka o grubości mierzonej w kilku angstremach (jedna dziesięciomiliardowa metra) na kondensatory, co zapewniło wystarczającą pojemność do wydajnej pracy komórek.

W oparciu o uzyskane rezultaty Samsung planuje w tym roku wprowadzić również pamięci DRAM w technologii 10 nm dla urządzeń mobilnych. Ich dużą gęstość zapisu oraz szybkość pozwoli umocnić pozycję firmy na rynku smartfonów ultra-HD.

Wraz z wprowadzeniem bogatej oferty produktów wykonanych w technologii 10 nm – pamięci DRAM o pojemności od 4 GB dla notebooków do 128 GB dla serwerów – Samsung rozszerzy swą linię produktów w technologii 20 nm, aby dopasować ją do najnowszej oferty.