Halbleiterfertigung: Samsung hat ersten Arbeitsspeicher mit EUV-Belichtung

Aus Südkorea kommen DDR4/DDR5-Module mit extrem ultraviolett belichteten DRAM-Chips.

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DRAM-Module
DRAM-Module (Bild: Samsung)

Samsung hat die ersten DRAM-Chips für DDR4-Arbeitsspeicher mit EUV-Belichtung gefertigt, mit Start der Serienfertigung im nächsten Jahr soll dann direkt (LP)DDR5-Speicher produziert werden. Bisher wird DRAM per altbewährter Immersionslithographie (DUV) hergestellt, nach Logikchips wechselt nun auch die Speicherbranche auf extrem ultraviolette Belichtung (EUV).

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Die Südkoreaner sprechen in diesem Kontext von einer 10-nm-Class-Fertigung, auch als 1a-Prozess bezeichnet. Dazu ein wenig Hintergrund: Kein Hersteller benennt die konkrete Größe, stattdessen haben sich verschleiernde Marketingbezeichnungen eingebürgert. So steht 1x grob für 19 nm bis 17 nm, darauf folgt 1y für 16 nm bis 14 nm und 1z kann von 13 nm bis 11 nm bedeuten. Bei 1a ist denkbar, dass der Prozess weitestgehend dem 1z-Node entspricht, statt per DUV aber (vermutlich anteilig) per EUV belichtet wird.

Bei Logikchips sind bisher primär die Hersteller von eher kompakten Smartphone-SoCs auf EUV-Fertigung gewechselt, entsprechende Nodes wie 7LPP oder N7+ werden von Samsung und TSMC für Kunden angeboten. Größere Dies wie CPUs oder GPUs kosten mehr und benötigen reifere Prozesse, weshalb Partner wie AMD oder Nvidia zwar entsprechende Produkte entwickeln, aber noch nicht veröffentlicht haben. Die Speicherbranche ist beim Wechsel auf feinere Verfahren meist etwas langsamer als die Logikbranche.

Mit EUV lassen sich Chips mit weniger Produktionsschritten und geringerer Fehlerrate produzieren, was die Ausbeute (Yield) steigert. Dafür sind die initialen Kosten hoch, da die Scanner vom niederländischen Ausrüster ASML bei knapp 150 Millionen US-Dollar pro System liegen und in einer Fab davon Dutzende benötigt werden. Samsung will ab 2021 mit der EUV-Belichtung für (LP)DDR5-Speicher starten, verglichen mit dem 1x-Verfahren soll sich mit dem 1a-Prozess die Produktivität verdoppeln. Im südkoreanischen Pyeongtaek entsteht zudem eine zweite Fertigungslinie für einen noch höheren Ausstoß.

Laut ASML hat auch der Speicherhersteller SK Hynix bereits EUV-Systeme für die DRAM-Fertigung in Betrieb.

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