Китайская компания YMTC (Yangtze Memory Technologies), известная прежде всего производством флеш-памяти NAND, расширяет направление деятельности и готовится к масштабному выходу на рынок оперативной памяти DRAM. Предприятие уже выпускает опытно-промышленные партии мобильной памяти LPDDR5X, а следующим этапом должно стать серийное производство более быстрых микросхем с пропускной способностью до 9600 МТ/с. Особенностью проекта станет применение перспективной компоновки ячеек 4F² и вертикальных канальных транзисторов, позволяющих повысить плотность размещения элементов памяти.

По оценкам Counterpoint Research, YMTC производит около 5000 кремниевых пластин с LPDDR5X ежемесячно и готовит к запуску более совершенную производственную линию. Если компания успешно освоит новую технологию и обеспечит достаточный выход годных кристаллов, Китай сможет укрепить собственную полупроводниковую промышленность и уменьшить зависимость от зарубежных поставщиков оперативной памяти. В перспективе YMTC может присоединиться к числу производителей, конкурирующих с Samsung, SK hynix и Micron, а накопленный опыт работы с многослойными структурами создаёт дополнительные предпосылки для освоения трёхмерной DRAM.

YMTC расширяет производство за пределы флеш-памяти

До недавнего времени основным направлением деятельности YMTC оставалась энергонезависимая память NAND, используемая в твердотельных накопителях, смартфонах, компьютерах и других электронных устройствах.

Компания получила известность благодаря собственной технологии Xtacking, предусматривающей раздельное изготовление массива ячеек памяти и управляющей логики с последующим объединением структур.

Теперь производитель намерен применить накопленный технологический опыт в другом сегменте полупроводниковой отрасли — оперативной памяти DRAM.

Этот рынок имеет принципиально иные требования к устройству ячеек, производительности, энергопотреблению и производственным процессам.

Тем не менее опыт YMTC в создании сложных кремниевых структур и соединении отдельных пластин может оказаться полезным при разработке новых поколений памяти.

Выход на рынок DRAM позволит компании диверсифицировать производство и расширить присутствие в цепочках поставок электронных компонентов.

Первые партии LPDDR5X уже выпускаются на предприятии Fab 2

По информации Counterpoint Research, с октября 2025 года YMTC производит мобильную оперативную память LPDDR5X на фабрике Fab 2.

Текущие объёмы оцениваются примерно в 5000 кремниевых пластин ежемесячно.

Основные характеристики выпускаемых микросхем:

• Тип памяти: LPDDR5X.

• Ёмкость одного кристалла: 16 Гбит, или 2 Гбайт.

• Скорость передачи данных: 7500 МТ/с.

• Производственная площадка: Fab 2.

• Ориентировочный объём выпуска: 5000 пластин в месяц.

LPDDR5X относится к классу энергоэффективной оперативной памяти, ориентированной прежде всего на мобильные и компактные вычислительные устройства.

Она применяется в смартфонах, планшетах, тонких ноутбуках и других системах, где необходимо сочетать высокую скорость обмена данными с ограниченным энергопотреблением.

При этом показатель 5000 пластин не следует напрямую приравнивать к количеству готовых микросхем. Число пригодных к использованию кристаллов зависит от площади каждого чипа, диаметра пластин и процента выхода годной продукции.

Для нового направления подобные объёмы свидетельствуют прежде всего о переходе от лабораторных разработок к практическому освоению производства.

Следующий этап — память LPDDR5X со скоростью 9600 МТ/с

Более амбициозный проект YMTC связан с производственной площадкой Fab 3.

Именно здесь компания рассчитывает организовать масштабный выпуск LPDDR5X с эффективной скоростью передачи данных до 9600 МТ/с.

По сравнению с нынешними микросхемами на 7500 МТ/с новый показатель выше приблизительно на 28%.

Такой прирост потенциально позволит увеличить скорость обмена информацией между оперативной памятью и процессором.

Особенно востребованы подобные характеристики в устройствах с мощной интегрированной графикой, нейронными ускорителями и системами обработки больших массивов данных.

Однако реальная производительность устройства определяется не только скоростью памяти. Существенное значение имеют ширина шины, организация контроллера, задержки доступа и особенности программного обеспечения.

Главная технологическая особенность будущих микросхем YMTC заключается в использовании новой архитектуры ячеек.

Что представляет собой компоновка памяти 4F²

В производстве DRAM одним из важнейших параметров считается площадь отдельной ячейки памяти.

Для её описания используется величина F — минимальный характерный размер технологического элемента, определяемый возможностями производственного процесса.

Обозначение 4F² означает, что теоретическая площадь ячейки составляет четыре квадрата такого минимального размера.

Для сравнения, традиционные архитектуры DRAM могут использовать компоновку 6F².

Переход от 6F² к 4F² потенциально позволяет уменьшить площадь ячейки примерно на треть при одинаковом значении F.

Это создаёт предпосылки для увеличения количества ячеек на кристалле без пропорционального роста его физических размеров.

Возможные преимущества новой архитектуры включают повышение плотности памяти, сокращение площади массивов хранения данных и улучшение экономической эффективности производства после освоения технологии.

Однако компактная компоновка одновременно повышает требования к точности изготовления элементов, стабильности электрических характеристик и качеству технологического процесса.

Поэтому теоретическое преимущество по площади не гарантирует более низкую себестоимость готовой памяти.

Вертикальные транзисторы помогут уменьшить размеры ячеек

Для реализации архитектуры 4F² YMTC намерена использовать технологию Vertical Channel Transistor, или VCT.

Её основная идея заключается в изменении пространственного расположения канала транзистора.

В традиционных конструкциях ток протекает преимущественно вдоль поверхности кремниевой пластины. В вертикальной архитектуре канал ориентирован перпендикулярно её поверхности.

Такое решение позволяет иначе организовать размещение элементов ячейки и потенциально сократить занимаемую ими площадь.

Для производителей DRAM это особенно важно, поскольку дальнейшее уменьшение размеров традиционных структур становится всё более сложным.

Вертикальные транзисторы рассматриваются как один из способов продолжить повышение плотности памяти без исключительно линейного уменьшения всех элементов.

Вместе с тем внедрение VCT требует решения сложных задач, связанных с формированием вертикальных структур, контролем электрических параметров и обеспечением стабильности работы микросхем.

Именно способность наладить массовое производство с приемлемым процентом годных кристаллов станет одним из ключевых факторов успеха YMTC.

Xtacking 4.0 может стать технологическим преимуществом компании

Одним из наиболее интересных аспектов стратегии YMTC является возможность применения накопленного опыта работы с технологией Xtacking.

В своей четвёртой версии Xtacking предусматривает раздельное изготовление функциональных частей микросхемы с последующим высокоточным объединением.

В частности, массив ячеек памяти и периферийные логические схемы могут производиться на отдельных кремниевых пластинах.

После изготовления структуры соединяются посредством технологии гибридного соединения — hybrid bonding.

Подобный подход позволяет оптимизировать технологические процессы для разных функциональных компонентов, поскольку требования к массивам памяти и управляющей логике отличаются.

Кроме того, разделение производства может предоставить разработчикам больше свободы при выборе архитектуры и размещении элементов.

Однако технология Xtacking, успешно применяемая в NAND, не может быть автоматически перенесена на DRAM без дополнительной адаптации.

Оперативная память имеет другую организацию ячеек, требования к задержкам и особенности электрических соединений.

Тем не менее уже освоенные методы точного совмещения кремниевых структур могут стать полезной основой для дальнейших исследований.

Как работает гибридное соединение кремниевых пластин

Hybrid bonding представляет собой технологию высокоплотного соединения полупроводниковых структур.

В отличие от традиционных методов сборки, использующих сравнительно крупные соединительные элементы, гибридное соединение позволяет формировать чрезвычайно плотные электрические контакты непосредственно между подготовленными поверхностями.

В процессе изготовления две структуры точно совмещаются, после чего создаются механические и электрические соединения.

Металлические контактные площадки обеспечивают передачу сигналов, а окружающие диэлектрические поверхности участвуют в формировании прочного соединения.

Технология может применяться как для объединения отдельных кристаллов, так и для соединения целых кремниевых пластин.

Для полупроводниковой промышленности это открывает возможность создавать более сложные многослойные устройства, в которых различные функциональные блоки размещаются на отдельных уровнях.

Однако эффективность подобного подхода зависит от точности совмещения, качества поверхностей, плотности контактов и уровня производственного брака.

Переход к 3D DRAM станет следующим технологическим вызовом

В долгосрочной перспективе YMTC рассматривается как один из потенциальных участников развития трёхмерной оперативной памяти.

Традиционная DRAM преимущественно использует двумерное размещение массивов ячеек, хотя отдельные элементы её конструкции уже имеют сложную вертикальную геометрию.

Концепция 3D DRAM предполагает более глубокое использование третьего измерения для увеличения плотности хранения данных.

Вместо постоянного уменьшения площади отдельных ячеек производители смогут размещать функциональные структуры на нескольких уровнях.

Подобный принцип уже доказал свою эффективность в сегменте NAND, где многослойная архитектура позволила существенно увеличить ёмкость микросхем.

Однако переход к трёхмерной DRAM значительно сложнее из-за требований к скорости доступа, обновлению содержимого ячеек, энергопотреблению и организации электрических соединений.

Технология Xtacking 4.0 может оказаться полезной при разработке отдельных решений для такой памяти.

При этом говорить о готовности YMTC к массовому выпуску полноценной 3D DRAM пока преждевременно.

Информация о возможной следующей версии Xtacking 5.0 также остаётся ограниченной, а конкретные характеристики будущих решений не раскрыты.

Micron придерживается другой стратегии развития DRAM

Интересно, что крупнейшие производители оперативной памяти не демонстрируют единого подхода к дальнейшему уменьшению размеров ячеек.

Американская Micron ранее сообщила, что не планирует коммерциализировать DRAM с компоновкой 4F².

Компания намерена продолжать совершенствование более традиционной архитектуры 6F² до появления технологически и экономически оправданных решений для полноценной 3D DRAM.

Такая позиция отражает осторожный подход к внедрению новых производственных структур.

Переход на более компактную компоновку может потребовать значительных капиталовложений, а дополнительные сложности производства способны уменьшить ожидаемую экономию площади.

Поэтому выбор архитектуры определяется не только потенциальной плотностью памяти, но и её надёжностью, себестоимостью, энергопотреблением и возможностью стабильного серийного выпуска.

YMTC и другой китайский производитель памяти CXMT, напротив, проявляют интерес к направлению 4F².

Это создаёт заметное различие в технологических стратегиях компаний.

Однако пока невозможно однозначно утверждать, какой подход окажется наиболее эффективным в долгосрочной перспективе.

Китай стремится укрепить независимость в производстве памяти

Развитие собственного производства DRAM имеет для китайской полупроводниковой отрасли не только коммерческое, но и стратегическое значение.

Мировой рынок оперативной памяти исторически характеризуется высокой концентрацией производства.

Значительную часть поставок обеспечивают Samsung Electronics, SK hynix и Micron Technology.

Китайские компании стремятся расширить собственные технологические возможности и создать более устойчивую цепочку поставок электронных компонентов.

Одновременно развитие отрасли осложняется ограничениями на доступ к передовому полупроводниковому оборудованию.

В частности, китайским производителям приходится учитывать ограничения, связанные с наиболее современными литографическими системами.

В таких условиях особое значение приобретают технологии, позволяющие повышать плотность микросхем без обязательного перехода на самые передовые методы литографии.

Архитектура 4F² и вертикальные транзисторы потенциально могут стать частью подобной стратегии.

Однако использование DUV-литографии также требует сложных технологических решений, включая многократное формирование рисунка и высокоточное совмещение слоёв.

Поэтому новые архитектуры не устраняют всех производственных ограничений, а лишь предлагают дополнительные способы их преодоления.

Когда YMTC сможет конкурировать с мировыми лидерами

Несмотря на перспективность новых разработок, компании предстоит пройти несколько важных этапов.

Прежде всего необходимо обеспечить стабильное качество LPDDR5X, подтвердить соответствие отраслевым требованиям и добиться приемлемого выхода годных кристаллов.

Следующим шагом станет увеличение производственных мощностей и заключение соглашений с изготовителями конечных устройств.

Для выхода на массовый рынок мобильной памяти особенно важны длительные испытания совместимости, надёжности и энергопотребления.

Производителям смартфонов и ноутбуков необходимы гарантированные поставки микросхем с предсказуемыми характеристиками.

Кроме того, YMTC предстоит конкурировать с компаниями, располагающими многолетним опытом производства DRAM, развитой клиентской базой и масштабной исследовательской инфраструктурой.

Поэтому даже успешный запуск LPDDR5X со скоростью 9600 МТ/с не означает немедленного достижения сопоставимых рыночных позиций.

Тем не менее освоение собственного производства станет важным шагом для китайской индустрии памяти.

Новая архитектура может повлиять на будущее рынка DRAM

Выход YMTC в сегмент оперативной памяти демонстрирует, насколько активно меняется технологическая конкуренция в полупроводниковой отрасли.

Компания намерена использовать опыт производства многослойной NAND-памяти для освоения DRAM, одновременно исследуя перспективные архитектуры с более высокой плотностью ячеек.

На ближайшем этапе главной задачей станет запуск массового производства LPDDR5X на предприятии Fab 3 и достижение заявленной скорости 9600 МТ/с.

В дальнейшем технологии вертикальных транзисторов, компактной компоновки 4F² и гибридного соединения кремниевых структур могут стать основой для более сложных решений.

Успех YMTC будет зависеть не только от технических характеристик новых микросхем, но и от способности обеспечить их конкурентоспособную себестоимость, надёжность и достаточные объёмы поставок.

Если эти задачи удастся решить, мировой рынок оперативной памяти получит ещё одного серьёзного участника, а развитие альтернативных архитектур может ускорить переход отрасли к следующему поколению полупроводниковых технологий.