Samsung fertigt SDRAM-Chips mit Strukturbreiten unter 20 Nanometern
Die Speicherbausteine der 10-Nanometer-Klasse belegen weniger Siliziumfläche als ihre 20-nm-Vorgänger, arbeiten sparsamer und sollen auf (LR-)DIMMs mit bis zu 128 GByte sitzen.
Ein DDR4-DIMM und ein DDR4-SO-DIMM mit 8-GBit-SDRAMs aus der 1X-nm-Fertigung von Samsung.
(Bild: Samsung)
Vor zwei Jahren hatte Samsung erste SDRAM-Chips der 20-Nanometer-Klasse produziert, nun bringen die "1X"-Nanometer-Nachfolger weitere Vorteile: Pro Wafer entstehen bis zu 30 Prozent mehr Bauelemente gleicher Kapazität, die auch noch 10 bis 20 Prozent weniger Strom schlucken, wie Samsung verspricht.
Wie ihre Vorgänger kommen auch die Neulinge mit maximal 8 Gigabit Kapazität, speichern also in mehr als 8 Milliarden 1T1C-Zellen (1 Transistor, 1 Kondensator/Capacitor) 1 GByte. Es handelt sich um DDR4-SDRAMs mit bis zu 1,6 GHz externer Taktfrequenz (DDR4-3200), zunächst kommen wohl DDR4-2133- und DDR4-2400-Versionen.
Struktur-Bandbreite
Die minimale Strukturbreite nennt Samsung bei DRAMs seit einigen Jahren nicht mehr genau, sondern spricht von 30-, 20- und 10-nm-Klassen beziehungsweise 3X, 2X oder 1X Nanometern. Die kleinsten Strukturen der 1X-Chips messen folglich 10 bis 19 nm. Mit weiteren Optimierungen will Samsung künftig 1Y-SDRAMs fertigen, die noch kompakter und sparsamer ausfallen.
Doch schon für die Fertigung der seit Kurzem in Serie produzierten 1X-SDRAMs musste Samsung nach eigenen Angaben mehrere technische Hürden meistern. Um weiter mit Argonflourid-(ArF-)Lasern zur Belichtung auszukommen, sind vier Masken nötig (Quadruple Patterning). Außerdem verwendet Samsung besonders dünne Isolierschichten (Ultra-Thin Dielectric Layer Deposition) und hat die Form der Kondensatoren zur Ladungsspeicherung verändert, die oberhalb der Transistorlage sitzen.
4 bis 128 GByte Kapazität
Desktop-PCs und Notebooks benötigen "ungepufferte" Speichermodule, sogenannte UDIMMs. UDIMMs aus 8-Gigabit-Chips fassen maximal 16 GByte. Mit vier Modulen sind 64 GByte DDR4-Hauptspeicher möglich.
Für Server gibt es Registered- und Load-Reduced-DIMMs (RDIMMs, LRDIMMs) mit zusätzlichen Pufferchips, die mehr 8-GBit-Chips vertragen. Ein DDR4-RDIMM mit 8-GBit-Chips fasst bis zu 32 GByte, ein LRDIMM mit acht Ranks (Octo-Rank, OR) aus paarweise gestapelten 8-GBit-Dies kommt auf 128 GByte. Künftig werden aber auch noch DDR4-SDRAMs mit 16 GBit erwartet. (ciw)
