ВЫБОР РЕДАКЦИИ

Материалы 65-й Международной конференции по электронным приборам

FanFET – новая транзисторная структура для 3D-флэш-памяти NAND-типа

Некоторые проблемы развития памяти с высокой пропускной способностью

Влияние пандемии COVID‑19 на индустрию схем памяти

Micron отказывается от 3D Xpoint ради CXL

Краткий обзор деятельности ведущих кремниевых заводов

Тайвань и американо-китайская борьба за лидерство в микроэлектронике

КНР готовится к технологическому «разводу» с США

SMIC: передовые технологии, производственная база и государственное финансирование

SMIC: передовые технологии, производственная база и государственное финансирование

Некоторые тенденции развития производственной базы микроэлектроники

Возвращение «блудных сыновей»

Состояние и планы развития ведущих кремниевых заводов

Тенденции развития современных производственных мощностей

Достижения КНР в области индустрии ИС ЗУ

Состояние и планы развития ведущих кремниевых заводов

Intel принимает бизнес-модель IDM 2.0

GlobalFoundries и стимулирование производственной базы микроэлектроники в США

Китайская технология 3D-флэш-памяти NAND-типа

Китайская технология 3D-флэш-памяти NAND-типа

Выпуск 23(6722) от 26 ноября 2020 г.
РУБРИКА: ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА

Китайские фирмы демонстрируют не только высокие темпы роста, но и интересные разработки. Так, компания YMTC, недавно предложила технологический процесс Xtacking, позволяющий создавать 3D-флэш-память NAND-типа. Предполагается, что за его счет фирма сможет догнать своих конкурентов, таких как Samsung и SK Hynix.

Молодая китайская компания Yangtze Memory Technologies Co. (YMTC) намерена войти в число ведущих поставщиков флэш-памяти NAND-типа и в течение нескольких следующих лет начать лицензировать свою технологию Xtacking. Эта технология, представленная в 2018 г., совмещает в одной схеме ячейки памяти и логику, а также быстродействующие устройства ввода–вывода. При этом сами схемы памяти, предлагаемые YMTC, представляют собой 3D-приборы, формируемые путем объединения двух пластин (видео в первоисточнике) и дальнейших операций резки на кристаллы, сборки, корпусирования и тестирования.

По мнению отраслевых специалистов, китайская компания в ближайшие два-три года может опередить конкурентов за счет своих оригинальных патентов и ноу-хау. Высока вероятность того, что она захватит доминирующие позиции в области трехмерной флэш-памяти NAND-типа.

Несмотря на то что недавние меры, принятые правительством США для сдерживания развития полупроводниковой промышленности КНР, сделали свое дело, YMTC, вероятно, продолжит развитие в NAND-флэш-бизнесе. Потенциально у нее есть возможность достичь масштаба южнокорейских Samsung и SK Hynix. По прогнозам, к концу 2022 г. YMTC сократит отрыв от них как в технологиях, так и по производственным мощностям. В настоящее время YMTC использует 20-нм технологический процесс, по которому она обрабатывает около 100 тыс. пластин диаметром 300 мм в месяц и производит 64-слойные 3D-схемы флэш-памяти NAND-типа. Планируется, что в 2022 г. будет обрабатываться 200 тыс. пластин в месяц с целью производства 128-слойной или 192-слойной этажированной 3D-флэш-памяти NAND-типа. В том же году Samsung и SK Hynix вместе взятые, вероятно, будут иметь возможность ежемесячно обрабатывать для производства флэш-памяти NAND-типа около 300 тыс. пластин диаметром 300 мм.

Ряд зарубежных аналитиков сомневаются в реальности озвученных YMTC планов. С одной стороны, YMTC имеет очень легкий доступ к капиталу Национального инвестиционного фонда полупроводниковой промышленности (国坅筌导体产业欒资哢旄), известного также как «Большой Фонд». В 2019 г. Фонд привлек для инвестиций в китайскую микроэлектронную промышленность около 29 млрд долл., а YMTC является одним из его приоритетных клиентов.

С другой стороны, технология Xtacking корпорации YMTC предусматривает работу с двумя пластинами – ​одной для этажированных слоев памяти и одной для логики. После их объединения и резки на кристаллы и получается 3D-схема флэш-памяти NAND-типа. Тогда возникает вопрос: что имеется в виду, когда компания заявляет о планах обрабатывать по 200 тыс. пластин в месяц в 2022 г., – ​по 100 тыс пластин со структурами памяти и логики по отдельности или по 200 тыс. пар пластин Xtacking NAND? Во втором случае реализация планов представляется проблематичной, так как в КНР нет ни одного завода по обработке пластин, способного поставлять для YMTC по 200 тыс. пластин с логическими структурами ежемесячно.

Отмечается, что общие продажи флэш-памяти NAND-типа в 2020 г. составят около 41 млрд долл. – ​пиковое значение в 60 млрд долл. было достигнуто в 2018 г. Смартфоны, собирающиеся в Китае, – ​один из основных продуктов-потребителей NAND-флэш. Но из-за избытка производственных мощностей этого типа памяти микросхемы продаются сейчас по цене, близкой к себестоимости, поэтому норма прибыли у поставщиков минимальна. Исходя из этого можно предположить, что YMTC будет трудно без помощи «Большого Фонда».

Ожидается, что в 2020 г. КНР импортирует полупроводниковых приборов примерно на 300 млрд долл., что превышает импорт нефти. Это одна из причин, по которым КНР развивает отечественную микроэлектронику. Китайские производители ИС используют стратегию развития собственных технологий вместо лицензирования. В основе стратегии лежит идея, что любая разработанная внутри страны технология не будет нарушать патенты других компаний, поскольку была разработана без их помощи. Но это не так. Если одна компания разработала и запатентовала технологию, а затем другая компания создала примерно то же самое, даже не зная о наличии аналога, конфликт интересов все равно возникнет. Будут выдвинуты обвинения в нарушении прав интеллектуальной собственности или требования выплаты роялти, последуют судебные тяжбы с непредсказуемым исходом. Таким образом, несмотря на разработку собственной технологии, YMTC в будущем может столкнуться с юридическими претензиями конкурентов.

Несмотря на то что санкции США против Huawei и Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) замедлят развитие китайской полупроводниковой промышленности, государство и коммерческие компании продолжат прилагать усилия в этом направлении. Цель – ​создание полной инфраструктуры производства оборудования, материалов и инструментальных средств САПР. В этих областях в настоящее время доминируют американские компании.

Сейчас китайские фирмы могут выпускать продукцию среднего и низкого ценового уровня, некоторые компании производят оборудование и материалы. С точки зрения достигнутых проектных норм рубежом остаются топологии 28 нм (производство 22- и 16/14-нм ИС на мощностях SMIC связано с помощью иностранных партнеров). Однако продукцию по проектным нормам 28 нм и выше (40, 45, 60 нм и больше) китайские фирмы производят успешно. ИС с такими проектными нормами составляют 80% схем, используемых китайскими производителями потребительской электроники.

Отмечается, что китайские производители ИС, такие как SMIC, не смогут заменить корпорации Huawei поставки 7-нм ИС, которые та покупала у TSMC до вступления в силу в сентябре 2020 г. очередного раунда санкций. Сейчас Huawei планирует к концу 2021 г. наладить в Шанхае производство 28-нм ИС для смарт-телевизоров и приборов Интернета вещей. Это шаг назад по сравнению с телефонами 5G, которые Huawei делала в начале 2020 г. с 7-нм ИС от TSMC, – ​но шаг вынужденный.

Таким образом, прогресс КНР в создании отечественной полупроводниковой промышленности будет продолжаться, хотя и более медленными темпами. Возможно, достижение желаемых целей займет на 10–15 лет больше, чем первоначально планировалось. Хотя и тут есть нюансы – ​для освоения такого производственного оборудования, как установки EUV-литографии (использующие предельную ультрафиолетовую область спектра с длиной волны 13,5 нм), монопольным поставщиком которых сейчас является голландская ASML, потребуется больше времени. В то же время некоторые китайские компании по производству материалов и оборудования уже поставляют продукцию, рассчитанную на проектные нормы 28 нм и выше. Так, иностранные инвесторы отмечают высокий потенциал корпорации Advanced Micro-Fabrication Equipment (AMEC), производящей оборудование травления и химического осаждения из паровой фазы методом разложения металлоорганических соединений (metal-organic chemical vapor deposition, MOCVD).

Вероятно, в ближайшие годы в КНР замедлится наем на работу тайваньских проектировщиков ИС. Отчасти это станет результатом американо-китайской холодной технологической войны. С другой стороны, Китай создал свой собственный пул инженерно-технических кадров, способных осуществлять работы любой сложности.

Возвращаясь к YMTC, следует отметить, что на пике приема на работу зарубежных специалистов в компании насчитывалось около 60 сотрудников из Тайваня при общей численности персонала в 7 тыс. человек.


Patterson Alan. China NAND Flash Maker YMTC Aims to Lead Rivals, Ex-Chairman Says. EE Times, November 2, 2020: https://www.eetimes.com/china-nand-flash-maker-ymtc-aims-to-lead-rivals-ex-chairman-says/?utm_source=newsletter&utm_campaign=link&utm_medium=EETimesDaily

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.