إس كيه هاينيكس تتقدم بتقنية NAND الجديدة مع دمج الموليبدينوم

SK Hynix تضع معايير جديدة لذاكرة NAND: التميز في المواد، وليس فقط الطبقات

تشهد صناعة أشباه الموصلات تحولاً استراتيجياً، حيث لا تقتصر المنافسة في الجيل القادم من ذاكرة NAND على زيادة عدد الطبقات العمودية فحسب، بل تركز بشكل متزايد على الابتكار في المواد. تقود شركة SK Hynix هذا التحول، حيث تخطط لإحداث ثورة في إنتاج ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد (3D NAND) من خلال دمج مواد جديدة، مما يمهد الطريق لأداء وكفاءة غير مسبوقين.

التحول من "التكديس الأعلى" إلى "تغيير المواد"

وفقًا لتقرير صادر عن وسائل الإعلام المتخصصة في أشباه الموصلات بكوريا، TheElec، تخطط SK Hynix لبدء الإنتاج الضخم لذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد بطبقات 375 بحلول نهاية هذا العام. وقد أكملت الشركة بالفعل التحقق من إنتاج هذا المنتج وهي على استعداد لنقل التكنولوجيا إلى خطوط الإنتاج. سيتم هذا الإنتاج من خلال تعديل خطوط إنتاج NAND الحالية في مصنع M15 في تشونغجو، كوريا، بدلاً من بناء مصانع جديدة. وتنتج هذه الخطوط حالياً منتجات NAND بطبقات 176 و 238 و 321. ورغم أن المنتج كان يُعرف داخلياً بـ "مستوى 400 طبقة"، فقد تم تعديل العدد النهائي إلى 375 طبقة. يعود هذا التعديل إلى التعقيدات المتزايدة في عمليات التصنيع مع زيادة عدد الطبقات، مثل حفر القنوات، مما يضع قيوداً على ارتفاع التكديس، ومعدل الإنتاج، واستقرار العملية.

تشير التوقعات المستقبلية إلى أن SK Hynix لديها خطط لتطوير منتجات تصل إلى 480 طبقة و 604 طبقة، مما يدل على التزام الشركة بدفع حدود تكنولوجيا NAND.

الموليبدينوم: المادة التي ستغير قواعد اللعبة

التغيير الأكثر أهمية في منتج 375 طبقة هو خطة SK Hynix لدمج الموليبدينوم (Mo) كبديل جزئي لبطانة التنجستن (W) المستخدمة تقليدياً في الأقطاب الكهربائية للبوابات (خطوط الكلمة). تعتمد ذاكرة NAND على التكديس العمودي لعدد كبير من وحدات التخزين وخطوط الكلمة التي تتحكم فيها. مع زيادة عدد الطبقات، تصبح هياكل خطوط الكلمة أرفع، وتصبح مشكلة مقاومة المواد التنجستن التقليدية أكثر بروزاً. يعتبر الموليبدينوم مادة واعدة لمعالجة هذه المشكلة. حيث أشارخبراء من شركة Lam Research إلى أن تقنيات الترسيب الذري لطبقة الموليبدينوم يمكن أن تحقق تحسينات في المقاومة تزيد عن 50٪ مقارنة بالمعادن التقليدية بالتنجستن.

يشير موقع Semiconductor Engineering إلى أن زيادة مقاومة التنجستن مع ترقق خطوط الكلمة يؤثر سلباً على الأداء، مما يجعل مواد ذات مقاومة منخفضة مثل الموليبدينوم والروثينيوم (Ru) مجالات بحثية رئيسية. بالنسبة لذاكرة NAND، تعني المقاومة المنخفضة سرعة نقل إشارات أسرع، وتحسين زمن الاستجابة لعمليات الكتابة والقراءة، وخفض استهلاك الطاقة. هذا لا يعني بالضرورة قفزة فورية في أداء الشريحة الواحدة، ولكنه يشير إلى أن الاختناقات في ذاكرة NAND عالية الطبقات لم تعد تقتصر على "القدرة على التكديس"، بل تشمل أيضاً الحفاظ على السرعة، واستهلاك الطاقة، والموثوقية بعد التكديس.

سامسونج تتصدر السباق للمواد

تجدر الإشارة إلى أن SK Hynix ليست الوحيدة التي تستكشف استخدام الموليبدينوم. فقد أفادت تقارير أن سامسونج إلكترونيكس بدأت في دمج الموليبدينوم في عملية التوصيل المعدني بدءًا من الجيل التاسع من ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد بطبقات 286، والتي تم إنتاجها بكميات كبيرة في أبريل 2024. كما تستعد سامسونج لطرح الجيل العاشر من ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد التي تتجاوز 400 طبقة تجارياً في النصف الثاني من هذا العام، مع توسيع نطاق خطوات العملية التي يتم فيها تطبيق الموليبدينوم.

يجعل هذا التطور ذاكرة NAND بطبقات 375 لشركة SK Hynix ليست مجرد ترقية لمنتجاتها الخاصة، بل هي أيضاً خطوة لمواكبة التقدم الذي تحرزه شركات مثل سامسونج، كيوكسا، ومايكرون في مجال ذاكرة NAND عالية الطبقات. في العامين الماضيين، كانت SK Hynix سريعة في تكديس الطبقات العالية، وأعلنت عن أول إنتاج عالمي لذاكرة NAND بطبقات 321 في عام 2024، ومن المقرر أن تبدأ توريدها للعملاء في النصف الأول من عام 2025. علاوة على ذلك، تخطط SK Hynix لبدء الإنتاج الضخم لذاكرة NAND QLC بطبقات 321 في عام 2025، والتي تستهدف كثافة تخزين أعلى، ومن المتوقع أن يتم طرحها للعملاء في النصف الأول من عام 2026 بعد التحقق منها. سيتم تحقيق ذلك عن طريق زيادة الوحدات المستقلة داخل الشريحة من 4 إلى 6، مما يساعد على التخفيف من انخفاض الأداء المحتمل الذي قد ينجم عن ذاكرة QLC ذات السعة الكبيرة.

متطلبات تخزين الذكاء الاصطناعي تدفع حدود NAND

يأتي هذا التحديث في ذاكرة NAND في سياق التوسع السريع في الطلب على تخزين بيانات الذكاء الاصطناعي. في العام الماضي، قدمت SK Hynix خط إنتاج "AI-NAND" في مؤتمر OCP Global Summit، والذي يغطي اتجاهات مختلفة من حيث الأداء والنطاق الترددي والكثافة. وذكرت الشركة أن نمو سوق استدلال الذكاء الاصطناعي يزيد بشكل كبير من الطلب على ذاكرة NAND السريعة والفعالة لمعالجة كميات هائلة من البيانات.

في الآونة الأخيرة، أفادت رويترز أن Nvidia قد توصلت إلى اتفاقية شراكة متعددة السنوات مع SK Group، حيث ستقوم SK Hynix بتطوير حلول تخزين متقدمة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي العالمية وتوسيع طاقتها الإنتاجية من الرقائق. وقد صرح جينسن هوانغ، الرئيس التنفيذي لشركة Nvidia، بأن التوسع الحالي في الإنتاج لا يزال غير كافٍ لتلبية احتياجات الذكاء الاصطناعي المستقبلية.

يعتمد النجاح في تحقيق إنتاج 375 طبقة NAND في الوقت المحدد على مدى سرعة تعديل خط إنتاج M15، وتسارع معدل الإنتاج، وتقدم عمليات التحقق من قبل العملاء. يبقى السؤال الحقيقي ليس فقط عدد الطبقات التي يمكن لـ SK Hynix تكديسها في ذاكرة NAND، ولكن ما إذا كانت مادة الموليبدينوم يمكن أن يتم توسيع نطاقها بثبات في منتجات عالية الطبقات، مما يفتح حقبة جديدة من الابتكار في تخزين البيانات.