Samsung Electronics a revu sa stratégie de développement pour sa prochaine génération de mémoire DRAM, intégrant désormais B1b dans sa feuille de route officielle sous le nom de D0a. Cette évolution positionne le procédé de bonding hybride wafer-à-wafer (W2W) comme une technologie clé pour surpasser la mémoire actuelle en 10 nanomètres (nm), tout en poursuivant séparément le développement de la DRAM avec transistors verticaux, connue sous le nom de VCT.

Les 20 secondes clés de la nouvelle DRAM D0a de Samsung

• Samsung aurait transféré B1b d’un projet de R&D à sa feuille de route officielle, l’intégrant en tant que D0a.
• B1b sépare la fabrication des cellules DRAM et des circuits périphériques en deux wafers, avant de les assembler.
• Ce procédé emploie le bonding hybride W2W pour augmenter la densité d’intégration.
• L’ancienne version D0a, basée sur VCT, est renommée D0a-V et restera en développement.
• Samsung envisage également d’intégrer B1b à la HBM5, dont la production est estimée autour de 2029.

Cette révision modifie la méthode envisagée par Samsung pour réaliser ses premières DRAM sous la barre des 10 nm. Selon les informations de ZDNet Korea, B1b était en développement mais n’était pas encore officialisé dans la feuille de route. Il est maintenant intégré dans D0a, tandis que la technologie VCT, précédemment associée à cette dénomination, devient D0a-V.

Ce changement a une signification technologique précise. Samsung cherche à augmenter la densité des cellules mémoire sans se limiter uniquement à réduire leurs dimensions. B1b consiste à séparer la fabrication des cellules DRAM et des circuits périphériques en deux wafers distincts, qui seront ensuite assemblés. La couche de cellules est superposée à celle des circuits périphériques, permettant de dédier des processus spécifiques à chaque étape.

Ce procédé facilite l’application de techniques différentes pour chaque composant et, selon ZDNet Korea, permet d’accroître la densité des cellules. La connexion se réalise par bonding hybride W2W, connectant directement des interconnexions en cuivre entre les deux structures, contrairement aux bumps traditionnels utilisés dans d’autres procédés d’assemblage.

B1b devance VCT dans la stratégie de Samsung

Cette décision reflète aussi les défis liés à la prochaine génération d’architecture DRAM. Jusqu’à présent, Samsung considérait VCT comme la voie privilégiée pour D0a. Cette architecture repose sur un transistor placé verticalement dans la cellule mémoire, contrairement à la disposition horizontale classique.

Ce changement pourrait réduire la surface nécessaire pour chaque cellule. D’après ZDNet Korea, une cellule classique occupe environ 6F², tandis que VCT pourrait la faire réduire à 4F², où F désigne la dimension caractéristique utilisée pour décrire la structure.

Cependant, VCT pose des défis de fabrication. La création de transistors verticaux exige des processus de gravure avec de hautes rapports d’aspect, et la réduction de la surface de la cellule augmente les exigences en matière de courants de fuite. Le développement de cette architecture nécessite également de nouveaux matériaux pour contrer ces problématiques.

B1b s’appuie sur une technologie déjà appliquée dans d’autres segments des semi-conducteurs. Le bonding hybride W2W est utilisé dans la fabrication de capteurs CMOS et de mémoires NAND haute densité. Cette expérience industrielle explique pourquoi Samsung a choisi de privilégier B1b pour D0a avant VCT.

Les générations actuelles de DRAM mentionnées comprennent la série 1c, la sixième génération en 10 nm (11-12 nm), et la prochaine 1d, la septième génération avec des références de 10 à 11 nm. Ces classifications indiquent des catégories de fabrication et ne correspondent pas nécessairement à des dimensions physiques exactes des circuits.

D0a représente l’étape suivante de cette évolution, favorisant une nouvelle approche d’intégration entre cellules et circuits périphériques, indispensable pour la prochaine génération de mémoire.

Lien avec HBM5 et architectures 3D futures

Cette stratégie pourrait également impacter les mémoires destinées à l’intelligence artificielle. Samsung étudie la possibilité d’intégrer B1b dans la HBM5, la cinquième génération de mémoire à haute bande passante, qui serait la huitième selon la classification ZDNet Korea.

La HBM5 est attendue vers 2029, selon les prévisions industrielles, mais aucune date précise de production n’a été confirmée. Samsung vise à augmenter d’environ 50 % ou plus la vitesse par rapport à la HBM4E.

L’utilisation de B1b dans la production de cette mémoire nécessitera encore du développement, avec une mise sur le marché estimée au moins deux ans après. La planification précise des investissements pour la production devrait être finalisée vers la mi-2027.

VCT ne disparaît pas du portefeuille de Samsung. La société continue à travailler sur cette architecture et, selon les prévisions, B1b pourrait coexister avec VCT, puis avec la mémoire DRAM 3D.

La mémoire DRAM 3D offrirait une étape supplémentaire : empiler verticalement les cellules de mémoire, rendant possible l’utilisation conjointe du bonding hybride pour différentes architectures, plutôt que de le limiter à une seule.

Choi Jeongdong, vice-président senior de TechInsights, estime que B1b pourrait être appliqué avec VCT ou la DRAM 3D, car la fabrication séparée des cellules et circuits périphériques offre des avantages pour les architectures futures. Son analyse suggère que le bonding hybride pourrait devenir une plateforme commune d’intégration à mesure que le design interne des mémoires évolue.

La révision de D0a marque ainsi un changement stratégique chez Samsung : la société continue à développer des architectures plus avancées comme VCT, mais priorise une technique d’intégration connue pour ses applications dans d’autres procédés. L’objectif immédiat est d’accroître la densité de la DRAM en séparant puis en réunissant ses composants principaux, tandis que les architectures verticales restent une voie parallèle de développement.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que la technologie B1b de Samsung ?

B1b sépare les cellules DRAM et les circuits périphériques en deux wafers distincts, qui sont ensuite assemblés grâce au bonding hybride W2W. L’objectif est d’augmenter la densité d’intégration et d’optimiser chaque processus pour chaque composant.

Que signifie désormais D0a pour Samsung ?

Samsung a officialisé D0a pour désigner la technologie B1b comme la prochaine étape de la mémoire DRAM en dessous de 10 nm. La stratégie VCT, précédemment associée à D0a, est désormais appelée D0a-V.

Quelle différence entre B1b et VCT ?

B1b modifie principalement l’intégration des cellules et circuits périphériques via deux wafers assemblés. VCT, quant à lui, change la structure des transistors en les plaçant verticalement pour réduire leur surface.

B1b sera-t-elle utilisée dans HBM5 ?

Samsung étudie la possibilité d’appliquer B1b à la HBM5, attendue vers 2029. Cependant, il s’agit encore d’une prévision, sans date ferme de mise en production.

Source : zdnet