IMW 2024での発表によると、サムスンはコンパクトRAMの未来である3D DRAMの開発に力を入れている。VCT（垂直チャネルトランジスタ）DRAMはこの目標に向けた最初の課題であり、サムスンは来年その初期開発を完了する予定であり、3D DRAMは2030年までに商用化される見込みである。
ZDNet Koreaによると、コンピュータメモリベンダー向けの国際会議であるIMW 2024で、サムスンはDRAMイノベーション分野における最新の開発状況を発表しました。サムスン副社長のイ・シウ氏は、4FスクエアVCT DRAMと3D DRAMに関する研究について講演しました。
「ハイパースケーラーAIやオンデマンドAIといった産業発展には、膨大なメモリ処理能力が求められます。一方で、既存のDRAMの微細加工技術には限界があります」とリー氏は述べた。しかし、今後数年間で「セル構造において新たなイノベーションが起こると期待されます」とリー氏は予測している。
そうしたイノベーションの一つが、これまでで最もコンパクトなDRAM設計である4FスクエアVCT DRAMの登場です。4Fスクエア設計は、垂直スタッキングを採用することで、現在の標準的な6FスクエアDRAMセル構造に比べてDRAMセルサイズを約30%削減します。4Fスクエアは、水平方向のコンパクトさに加えて、従来品よりも電力効率が向上しますが、スケーラブルで大量生産可能なものにするためには、極めて高い製造精度、より優れた製造材料、そしてさらなる研究が必要です。現在までに、この技術を実現したと主張する企業はごくわずかです。
「多くの企業が4FスクエアVCT DRAMへの移行に取り組んでいます」とリー副社長は述べた。「しかし、これを実現するには、酸化物チャネル材料や強誘電体といった新材料の開発が優先される必要があります。」サムスンの4Fスクエアプロセスは、IMW 2024で発表されたように、2025年に社内リリースされる予定です。
4Fスクエアや、最終的には真の3D DRAMのような垂直積層DRAMは、DRAMの容量増加と効率化におけるイノベーションの次のステップです。業界は10年以上前からこの方向を目指してきましたが、特にNANDフラッシュメモリに同様の原理を適用した3D NANDの商業的および機能的な成功が、この流れを加速させています。2013年にSamsungが初めて市場に投入した3D NAND（SamsungはV-NANDと呼んでいます）は、大きな特徴を備えながらも、3D DRAMのインスピレーションとなるでしょう。
NANDフラッシュは受動電源技術であるため、携帯電話が電源を切ってもファイルを保存するのと同じように、電源を切ってもデータを保存できます。この不揮発性メモリは、電源が入っている間しかデータを保存できない揮発性メモリであるDRAMとは全く異なります。DRAMは揮発性であるため、NANDよりも大幅に高速で信頼性もはるかに高くなりますが、より多くの電力とデータを積層層に送出する必要があるため、DRAMの積層はNANDの積層よりもはるかに困難です。
このエンジニアリング上の大きな課題に加え、3D DRAMではコンデンサとビットラインに新しい材料の採用が必要になるとサムスンが考えていることから、サムスンは3D DRAMの商用化を2030年まで延期する計画です。サムスンの内部予測は業界の予想を上回っているため、この競争でサムスンが負けることはないと思われます。東京エレクトロンは、VCT DRAMでさえ商用化は2027年まで待たないと予測しています。
しかし、サムスンはこれまでにもメモリの期待を裏切る傾向にあったことで知られている。3D NANDは理論上、積層数は128層が上限と考えられていたが、サムスンは今年、290層の製品をリリースする準備ができている。
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サニー・グリムはTom's Hardwareの寄稿ライターです。2017年からコンピューターの組み立てと分解に携わり、Tom'sの常駐若手ライターとして活躍しています。APUからRGBまで、サニーは最新のテクノロジーニュースを網羅しています。
