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CXMT troca silício por háfnio em transistores de DRAM e abre caminho para o processo 1a e além

CXMT usa High‑k Metal Gate em DRAM, reduz fuga de corrente e avança rumo ao processo 1a, ampliando produção e preparando HBM3 e DDR6.
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A CXMT pode ter dado seu maior passo até agora rumo ao processo 1a de DRAM e às gerações seguintes. A fabricante chinesa começou a aplicar um material avançado nos transistores de memória para reduzir a fuga de corrente, uma mudança que abre espaço para processos de fabricação menores.

CXMT adota tecnologia High-k Metal Gate em transistores de DRAM

Conforme os componentes chegam à escala de poucos nanômetros, as tradicionais camadas isolantes de dióxido de silício (SiO₂) perdem eficiência.

Elas ficam tão finas que a corrente elétrica pode atravessar o material por meio do chamado tunelamento quântico. Para contornar isso, a CXMT aparentemente passou a usar a tecnologia High-k Metal Gate (HKMG).

Ela substitui o antigo isolante baseado em silício por materiais como o óxido de háfnio (HfO₂). O "k" da sigla representa a constante dielétrica, uma medida relacionada à capacidade de isolamento elétrico de um material.

Como o óxido de háfnio possui um valor de k bem maior que o dióxido de silício, o material possibilita reduzir ainda mais as dimensões do processo de DRAM mantendo uma quantidade maior de carga elétrica na mesma tensão.

A tecnologia HKMG também troca o antigo eletrodo de porta feito de polissilício por conjuntos de metais projetados para essa função.

Com isso, elimina o chamado "polysilicon depletion", uma região eletricamente inativa que reduz a eficiência do transistor. As matrizes de DRAM são formadas por bilhões de células minúsculas.

Cada uma combina um transistor, responsável por controlar a passagem da corrente, e um capacitor, que armazena a carga elétrica correspondente aos dados. Nesse cenário, o HKMG reduz a fuga de corrente e a geração de calor associada a essa perda de energia.

A tecnologia também melhora a eficiência energética e abre espaço para frequências maiores, já que os transistores conseguem alternar entre seus estados em menos tempo do que seria possível com portas de polissilício.

A CXMT aparentemente já aplica a tecnologia em seu processo G4 de DRAM, amplamente associado ao nó 1z, além de produtos LPDDR5X.

Esse avanço sustenta a avaliação de que a fabricante está próxima da transição para o processo 1a. Outro ponto nessa direção é o desenvolvimento do processo G5 de DRAM de 15nm, que representa a próxima geração da empresa.

HBM3 e DDR6 também avançam nos planos da CXMT

A CXMT também estaria na fase de produção de risco de memórias HBM2E, terceira geração da tecnologia HBM, usando seu processo G3 de DRAM de 18nm.

Ao mesmo tempo, a fabricante já distribui amostras de HBM3 produzidas com o processo G4. Seus chips de memória DDR6 também concluíram a etapa de verificação de pesquisa e desenvolvimento, ficando mais próximos da produção em massa.

Os movimentos da CXMT acontecem enquanto Samsung, SK hynix e Micron, conhecidas como as "Big Three" do mercado de memória, avançam para o processo D0a abaixo de 10nm.

As três empresas também trabalham com conceitos como DRAM 3D, baseada no empilhamento vertical de células, e a arquitetura 4F².

Nesse modelo, os componentes de uma célula de memória, formada por um transistor e um capacitor, são organizados verticalmente em vez de lado a lado.

A mudança reduz a área ocupada pela célula para um quadrado equivalente a quatro vezes o tamanho mínimo do recurso ao quadrado, ou 4 × F².

A estrutura possui duas bitlines e duas wordlines. Essas interconexões são usadas para controlar os transistores presentes em cada célula de memória.

Capacidade da CXMT pode chegar a 800 mil wafers por mês

Além dos avanços nos processos de fabricação, a CXMT também amplia sua capacidade industrial. A empresa planeja chegar a 300 mil wafers por mês até o fim deste ano, contra cerca de 200 mil wafers mensais atualmente.

Desse total, aproximadamente 50 mil wafers por mês seriam destinados à produção ligada a memórias HBM. A fabricante também constrói duas novas fábricas em Xangai e Hefei. Com essas unidades, sua capacidade de produção pode chegar a 600 mil wafers por mês.

As projeções ainda indicam que a CXMT pode superar a Micron em volume de produção até 2030. Entre 2026 e 2031, a capacidade da empresa deve crescer em aproximadamente 100 mil wafers mensais por ano.

Ao fim desse período, a CXMT poderá alcançar uma capacidade total de 800 mil wafers por mês, consolidando uma expansão industrial de grande escala no mercado de memórias DRAM.