我們已經習慣了 3D NAND，以至于忘記了它在 2013 年面世時候的革命性。您可以通過堆疊單元而不是將它們并排放置來從根本上提高 NAND 晶圓密度的想法現在被認為是理所當然的。我們有 176 層 3D NAND 正在生產，230 層產品即將推出，300 層正在開發中。

然而，DRAM 在平面時代停滯不前。它與 2D 生產技術緊密結合，以至于英特爾的 Optane 3D XPoint 等存儲級內存被開發出來以提供接近 DRAM 的速度，但成本更接近 NAND。Optane 之所以失敗，是因為它的成本因良率有限而居高不下，而且其非易失性存儲器的編程復雜度太高。

堆疊 DRAM 單元是降低 DRAM 成本和提高芯片密度的明顯架構方法。然而這很困難，初創公司NEO Semiconductor認為它已經找到了一種方法，可以通過其 3D X-DRAM 技術實現這一目標。在這里，我們有一家初創公司設法在主要 DRAM 制造商美光、三星和 SK 海力士之前創建 3D DRAM 架構。NEO 是一項無晶圓廠業務，需要三大 DRAM 代工運營商中的一家或多家獲得其技術許可才能取得成功。

我們詢問了Objective Analysis的內存半導體行業分析師 Jim Handy，想知道他如何看待 3D DRAM 技術。

他告訴我們：“3D NAND ‘Punch & Plug’ 方法現在已廣為人知，因此只要不使用任何新材料，使用此工藝的 DRAM 應該能夠快速量產。英特爾在 2020 年 IEDM 論文中展示了類似的內容。Tom Coughlin 和我在我們的新興內存報告中簡要介紹了它。

“英特爾方法的唯一缺點是它使用了摻雜的 HfO（氧化鉿）反鐵電層，該層在半導體中并未廣泛使用。這使得它的制造有點困難，僅僅是因為它不完全在生產車間的控制之下。我相信它類似于德國鐵電存儲器公司（FMC）正在努力開發成生產工藝的HfO。德累斯頓大學的 NaMLab 于 2011 年發現了 HfO 的鐵電特性，在過去的 12 年中，其衍生的 FMC 一直致力于控制它。在您嘗試實際制造它們之前，事情總是看起來很容易！”

英特爾當然不再從事內存業務。

我們向 Jim Handy 詢問了一系列關于 NEO 技術的問題：

Blocks & Files：你對這項技術和公司有公開的看法嗎？?

Jim Handy：幾年來，NEO 一直在閃存峰會上推廣一種新穎的 NAND 閃存概念。它使用位線的固有電容作為 DRAM 電容器來極大地加速 NAND 閃存的性能。我還不知道有任何商業產品利用了這項技術。至于DRAM技術，我只知道新聞稿里說的。

Blocks & Files：其聲稱能夠在2030-2035年期間擁有能夠生產1Tbit DRAM芯片的技術進步是否合理？?

Jim Handy：只要這是一個具有生產價值的工藝，使用眾所周知的材料和完善的 3D-NAND 工藝，就沒有理由不早于此構建 terabit DRAM。如果涉及新材料，那么使它們具有生產價值的挑戰將使前景更難以預測。

Blocks & Files：如果 3D X-DRAM 技術可行，它能否像 3D NAND 幫助降低 NAND 的成本/比特一樣降低 DRAM 的成本/比特？?

吉姆漢迪：DRAM 的擴展速度已經顯著放緩，任何可以成倍增加 DRAM 密度的低成本突破都將加速 DRAM 的成本/比特下降速度。

Blocks & Files：比服務器 DIMM 高 8 倍的 DRAM 芯片是否會淹沒 x86 插槽接口并更多地用于 HBM 和 CXL 訪問的遠程內存？?

Jim Handy：計算機永遠不會有足夠的 DRAM。如果 DRAM 是免費的，并且如果它的引腳電容不會減慢總線速度，那么每個人的使用量都會比現在多得多。相反，添加 DRAM 是一件成本高昂的事情，添加到任何一個通道的芯片/封裝越多，運行該通道的速度就越慢，因此設計人員通常將自己限制在每個通道只有一個或兩個 DIMM。??

換句話說：成本是一個限制器，而 DRAM 封裝數量是一個限制器。8 倍密度的 DRAM 不僅可以顯著降低成本，而且還可以支持非常大的 DRAM 陣列，具有與當今計算機已經處理的相同的封裝數量和電容。

另一個優勢是更高密度的 DRAM 每瓦提供更多的內存。數據中心存在 DRAM 的功耗和散熱問題，因此這對他們來說也是一大優勢。

編輯：黃飛

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