3D-DRAM: Konzepte für gestapelte Speicherzellen wie bei 3D-NAND

Wie bei 3D-NAND für SSDs könnten bald auch die Speicherzellen von DRAM-Chips für Arbeitsspeicher in mehreren Ebenen übereinander gestapelt werden, um die Flächendichte massiv zu steigern. Das Startup NEO Semiconductor hat mit 3D X-DRAM ein entsprechendes Konzept vorgestellt. Samsung erwägt ähnliches als Vertically Stacked DRAM.

Bei NAND-Flash-Speicher hat der Schritt von 2D-NAND auf 3D-NAND den Weg für deutlich mehr Bit pro Fläche geebnet, indem die Speicherzellen nicht mehr nur in einer, sondern in mehreren Ebenen (Layer) übereinander gestapelt wurden. Mehr als 200 Layer gibt es schon bei 3D-NAND und es sind weitere Steigerungen bei den Ebenen geplant.

NEO Semiconductor zeigt 3D X-DRAM

Als „World’s First 3D NAND-Like DRAM“ beschreibt NEO Semiconductor seinen 3D X-DRAM, der in der Theorie 230 Layer nutzt und damit 128 Gigabit (16 GByte) Speicherkapazität pro Chip erreicht – das ist acht Mal so viel wie die aktuellen 2D-DRAM-Chips mit ihren 16 Gbit (2 GByte) bieten.

Und nicht nur das: Der beim Aufbau sehr an 3D-NAND erinnernde 3D X-DRAM mit seiner „capacitor-less floating body cell technology“ soll auch noch dank einfacher Struktur günstiger in der Herstellung sein.

It can be manufactured using today’s 3D NAND-like process and only needs one mask to define the bit line holes and form the cell structure inside the holes. This cell structure simplifies the process steps and provides a high-speed, high-density, low-cost, and high-yield solution.

NEO Semiconductor

Wie schon beim X-NAND gibt sich NEO Semiconductor äußerst selbstbewusst und sieht schon kommende Generationen des 3D X-DRAM mit 1 Terabit Speichervolumen. Doch sollte man skeptisch bleiben, denn von Produkten mit X-NAND fehlt nach Kenntnis der Redaktion noch jede Spur.

Letztlich ist NEO Semiconductor selbst auch kein Hersteller, hält allerdings Patente. Auch für den 3D X-DRAM liegt bereits ein US-Patent vor, wie Blocks and Files berichtet.

In diesem Jahr will NEO Semiconductor im Rahmen des Flash Memory Summit 2023 seinen 3D X-DRAM näher vorstellen. Im Rahmen der „Best of Show Awards“ des Flash Memory Summit 2020 wurde das Startup für seinen X-NAND als innovativstes Flash-Speicher-Startup ausgezeichnet.

Samsung spricht von VS-DRAM

In einem weiteren Artikel von Blocks and Files zum neuen 3D-DRAM wird darauf hingewiesen, dass auch Samsung, der führende Hersteller von DRAM und NAND-Flash, in Richtung gestapelter DRAM-Zellen forscht. Für das 2023 Symposium on VLSI Technology and Circuits ist eine Samsung-Präsentation angesetzt, die „Vertically stacked DRAM (VS-DRAM)“ thematisiert.