אפלייד מטיריאלס הכריזה על מכונות לייצור זכרונות MRAM ,ReRAM ו-PCRAM
10 יולי, 2019
חשפה שתי פלטפורמות חדשות ממשפחת Endura לייצור המוני של רכיבי זיכרון מסוג חדש, הצפויים להחליף את רכיבי הפלאש ו-DRAM המתיישנים. "אלה מערכות ייצור השבבים המתוחכמות ביותר שאפלייד מטיריאלס ייצרה אי-פעם"
בתמונה למעלה: מערכת Endura Clover לייצור זכרונות MRAM התנגדותיים
חברת אפלייד מטיריאלס (Applied Materials) פיתחה שתי מערכות ייצור שבבים מסוג חדש לחלוטין, המאפשרות לייצר רכיבי זיכרון מסוג MRAM ,ReRAM ו-PCRAM, המיועדים בעיקר לשימוש ביישומי IoT הדורשים זכרונות אמינים, זולים וחסכוניים מאוד באנרגיה. שתי המערכות החדשות הן Endura Clover ו-Endura Impulse. "פלטפורמות Endura החדשות הן המערכות המתוחכמות ביותר לייצור שבבים אשר אפלייד ייצרה אי-פעם", אמר מנהל קבוצת הסמיקונדקטורס באפלייד מטיריאלס, ד"ר פראבו ראג'ה. "הצלחנו לשלב מספר רב של טכנולוגיות הנדסת חומרים במקביל למטרולוגיה ולייצור שכבות ומבנים חדשים, אשר לא התאפשרו עד היום".
מאחורי ההכרזה ניצב משבר בתעשיית רכיבי הזכרון שהתעשייה מחפשת מענה עבורו. הטכנולוגיות הנפוצות כיום לזיכרונות הן Flash NAND ו-DRAM שהומצאו לפני עשרות שנים ונמצאות בכל התקן או מערכת דיגיטלית. אולם הן מתחילות להגיע לקצה גבול יכולת השיפור שלהן. זיכרון פלאש הינו זיכרון בלתי-נדיף השומר על המידע כאשר המכשיר כבה ולכן מצוי בשימוש נרחב באבזרים מבוססי סוללה וביישומים הרושמים ומוחקים כמויות גדולות של מידע, כגון מכשירי מובייל, כונני SSD, התקני USB ועוד. אולם הוא מספק קצב איטי יחסית של כתיבת וקריאת מידע.
תעשיית רכיבי הזיכרון בצומת של קבלת החלטות
לכן ביישומים הדורשים הרצת מידע מהירה כמו למשל בזכרונות מטמון לצד המעבד, נעשה שימוש בזיכרון מסוג DRAM. אולם זהו זיכרון נדיף המאבד את המידע ברגע שהמכשיר כבה. כיום התעשייה מחפשת מענה לדרישות חדשות: זיכרון בלתי נדיף בעל מהירות כתיבה וקריאה גבוהה, קיבולת נתונים (נפח זיכרון) גדולה והספק עבודה נמוך. בשנתיים האחרונות התעשייה מייצרת זכרונות בטכנולוגיית 3D NAND, המאפשרת להציב תאי זיכרון אחד על גבי השני באופן רב-שכבתי (תצורת מגדל), ועל-ידי כך לדחוס יותר קיבולת זיכרון בשבב יחיד.
אולם הההערכה הרווחת היא שתהליכי הייצור של הרכיבים החדשים מורכבים ויקרים מאוד ושרכיבי 3D NAND לא יצליחו לעמוד בדרישות המהירות וצריכת ההספק שהמוצרים החדשים דורשים. על הרקע הזה החל הפיתוח של טכנולוגיות זיכרון חדשות, כשהמובילות הן MRAM, ReRAM ו-PCRAM. אומנם הן מבטיחות יתרונות ייחודיים, אבל הן מבוססות על שימוש בחומרים חדשים שהתעשייה לא מכירה וקשים להתאמה לייצור המוני. לכן הההכרזה החדשה של אפלייד מטיריאלס היא בעלת משקל חשוב.
התכונות המופלאות של זיכרון מגנטי
זיכרון MRAM הוא זכרון מגנטי (Magnetic Random-Access Memory) ונחשב לזכרון שיכול להחליף את הפלאש. הוא עשוי מחומרים מגנטיים עדינים המשמשים בדרך כלל בכונני דיסקים קשיחים. MRAM הוא זיכרון בלתי-נדיף אבל מהיר מאוד, וככל הנראה צפוי להחליף בשבל הראשון את זכרונות SRAM כזיכרון מטמון רמה 3. ניתן גם לשלב MRAM בשכבות העורפיות של שבבי IoT ובכך להקטין את מימדי השבב ואת העלויות.
כדי לסייע בהעברת MRAM לייצור המוני, חברת אפלייד מטיריאלס הכריזה השבוע על מערכת Endura Clover MRAM PVD הבנוייה משבעה תאי עיבוד נפרדים של פרוסת הסיליקון בתנאי ואקום גבוה. זוהי מערכת ה-300 מ"מ הראשונה בתעשייה לייצור המוני של זכרונות MRAM. היא מסוגלת לשקע עד חמישה חומרים שונים בכל תא. כדי לייצר זכרונות MRAM יש צורך בשיקוע של לפחות 30 שכבות שונות של חומר ברמת דיוק של מספר אנגסטרם בודדים, ובלא להוציא את פרוסת הסיליקון מתא הוואקום כאשר נעשה מעבר משכבה לשכבה או מחומר לחומר.
כדי להבטיח איכות ייצור אופטימלית, המערכת כוללת ציוד מטרולוגיה המשולב בתוך מערכת הייצור, אשר מבצע בדיקת עובי השכבות ברמת דיוק של חמישית אנגסטרם (0.2Angstrom). פלטפורמות הייצור השנייה היא Endura Impulse המיועדת לייצר שבבי זכרון מסוג ReRAM – Resistive RAM, ומסוג PCRAM – Phase-Change RAM. זכרון ReRAM משלב את יתרונות הפלאש (בלתי נדיף) וה-DRAM (מהיר): הוא בלתי נדיף, מהיר, פועל בהספק נמוך ובעל מחזור חיים ארוך.
כיצד מייצרים "זכוכית זוכרת"
טכנולוגיית ReRAM מבוססת על שימוש בחומרים המשנים את התנגדותם החשמלית בתגובה למתח חשמלי (בדומה לנתיך), ועל-ידי כך "זוכרים" את רמת המתח גם לאחר הניתוק ממקור הכוח. טכנולוגיית PCRAM מבוססת על היכולת של גביש זכוכית המזוהם בחומרים מוגדרים, לשנות את מצב הצבירה שלו מגבישי לאמורפי ולהיפך, באמצעות זרם חשמלי. גם הוא בלתי נדיף, מהיר, מאפשר הגדלת כמות באמצעות יצירת מספר שכבות ופחות סובל מזליגות בהשוואה לזכרונות פלאש (הטכנולוגיה נמצאת בשימוש נרחב בדיסקים מסוג DVD).
שני סוגי הזכרון האלה מתחרים על מקומה של טכנולוגיית DRAM. פלטפורמת Endura Impulse כוללת תשעה תאי ייצור תהליכיים בתנאי ואקום, בדומה למערכת Clover. גם כאן מערכת הבקרה והמטרולוגיה משולבת בתהליך הייצור עצמו, ומספקת מדידות של התהליכים ברמת דיוק של 0.2 אנגסטרם כדי להבטיח ייצור ברמת דיוק של אנגסטרמים בודדים.
פורסם בקטגוריות: בקרה וציוד תעשייתי , חדשות , סמיקונדקטורס
פורסם בתגיות: MRAM , PCRAM , ReRam , זיכרונות , פלאש , רכיבי זיכרון
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
