MForum.ru
04.01.2026,
Исследовательские группы во всем мире ведут активные работы по поиску альтернатив классической DRAM-ячейке, развитие которой все сильнее ограничивается физическими и технологическими барьерами. Одной из наиболее перспективных концепций считается безконденсаторная DRAM-ячейка архитектуры 2T0C (2 транзистора, без конденсатора), способная обеспечить дальнейшее масштабирование плотности памяти и создать основу для монолитной 3D DRAM.
Ограничения традиционной DRAM
Классическая DRAM-ячейка строится на архитектуре 1T1C и занимает площадь порядка 6F², где F — минимальный технологический размер. Хранение информации осуществляется за счет заряда в отдельном конденсаторе, размещение которого становится все более сложным по мере уменьшения геометрических размеров.
Дополнительной проблемой является трудность вертикального масштабирования: формирование высокоаспектных конденсаторов усложняет производство и ограничивает возможности многослойной интеграции.
Архитектура 2T0C и площадь 4F²
В архитектуре 2T0C отдельный накопительный конденсатор отсутствует. Хранение данных осуществляется за счет паразитной емкости и зарядовых эффектов в транзисторных структурах.
Типовая ячейка состоит из двух транзисторов — одного для записи и одного для чтения — что позволяет реализовать ячейку площадью порядка 4F², то есть примерно в 1,5 раза меньше, чем у традиционной 6F² 1T1C-ячейки.
Такое сокращение площади достигается благодаря применению вертикально-канальных транзисторов и компоновок с двойным затвором (dual-gate), где элементы могут размещаться друг над другом, формируя компактную объемную структуру.
Роль оксидных полупроводников (IGZO)
Ключевым элементом современных 2T0C-реализаций является использование тонкопленочных транзисторов на основе оксида индия-галлия-цинка (IGZO). По сравнению с кремнием IGZO обладает существенно меньшим током утечки, что критически важно для безконденсаторных DRAM-ячеек. Низкая утечка позволяет удерживать заряд в ячейке в течение сотен секунд, даже при повышенных температурах (до 85 °C).
Дополнительным преимуществом IGZO является возможность формирования транзисторов при относительно низких температурах, что делает такие структуры совместимыми с BEOL-процессами и, следовательно, пригодными для наращивания слоев памяти поверх логических схем.
,
изображение - Институт микроэлектроники Китайской академии наук. Показана схема и картинка массива памяти 4F² 2T0C, полученная на электронном микроскопе
Экспериментальные результаты и прототипы
На уровне исследовательских прототипов продемонстрированы следующие характеристики:
В ряде работ применяются самовыравнивающиеся технологические подходы, включая процессы формирования металлических электродов с in-situ окислением, что позволяет повысить повторяемость параметров и уменьшить вариабельность ячеек.
Монолитная 3D DRAM как ключевое преимущество
Основным стратегическим преимуществом 2T0C-архитектуры является возможность создания монолитной 3D DRAM, в которой слои памяти формируются непосредственно на одном кристалле, без склеивания готовых чипов, как это делается в современных HBM-решениях. Такой подход потенциально снижает энергопотребление, увеличивает пропускную способность и упрощает интеграцию функций «обработки в памяти» (Processing-in-Memory, PiM).
Участники исследований и промышленный контекст
Значительный вклад в развитие данной технологии внесли международные исследовательские центры, включая imec (Бельгия), а также научные группы в Китае — в частности, Институт микроэлектроники Китайской академии наук (IME CAS) в сотрудничестве с рядом университетов и профильных академий. Эти работы демонстрируют жизнеспособность вертикальных 4F² 2T0C-ячеек, однако пока остаются на уровне лабораторных и предсерийных прототипов.
Крупные производители памяти — Samsung, SK hynix и другие — также исследуют пути перехода к ячейкам меньшей площади и 3D-архитектурам, включая использование оксидных каналов. Однако коммерческих продуктов DRAM на основе IGZO-2T0C на сегодняшний день не анонсировано.
💎 Перспективы развития
В краткосрочной перспективе наиболее вероятным сценарием остается внедрение 4F²-архитектур с сохранением конденсатора (2T1C) в традиционных DRAM-чипах. Безконденсаторные 2T0C-ячейки рассматриваются как следующий этап эволюции, реализация которого потребует дополнительных лет исследований, отработки технологических процессов и подтверждения надежности на промышленных объемах.
Таким образом, 2T0C-DRAM с вертикальными IGZO-транзисторами сегодня представляет собой одну из наиболее перспективных, но все еще исследовательских технологий, способных в будущем радикально изменить подход к масштабированию и трехмерной интеграции.
--
За новостями наземного и спутникового телекома удобно следить в телеграм-канале abloud62. Региональные новости телекома, новости искусственного интеллекта и ЦОД вы найдете в канале abloudRealTime, новости микроэлектроники можно найти в моем канале RUSmicro, также подключайтесь к каналу Бойко про телеком ВКонтакте
теги: горизонты технологий микроэлектроники память техпроцессы IGZO 4F² 2T0C 3D DRAM
--
Публикации по теме:
04.06.2026. Компания Muon Space – еще один претендент на участие в рынке космических ЦОД
03.06.2026. Ученые из Японии и США разработали кремниевый спинтронный p-бит
08.05.2026. Кремниевые осцилляторы вместо кубитов - корейский путь к сверхбыстрым вычислениям
28.04.2026. Samsung представила кристалл DRAM, созданный по техпроцессу менее 10-нм
26.04.2026. Imec интегрировал модуляторы из ниобата и танталата лития на платформу кремниевой фотоники
24.04.2026. Cisco представила универсальный квантовый коммутатор для будущего квантового интернета
13.04.2026. Инженеры USC создали чип памяти, работающий при температуре 700 °C
24.03.2026. Норвежский стартап Lace Lithography привлек $40 млн на литографию с атомарным разрешением
19.03.2026. Южнокорейские ученые подтвердили возможность длительной работы ИИ-чипов в условиях космической радиации
16.03.2026. Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов
12.03.2026. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN
12.03.2026. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм
10.03.2026. Европа и Китай синхронно демонстрируют успех лазерной связи с геостационарными спутниками
10.03.2026. Потери света в фотонных чипах приближены к показателям оптоволокна
04.03.2026. Nvidia готовит процессор для инференса на базе технологий Groq, OpenAI станет якорным клиентом
04.03.2026. Нейросетевой кодек NESC обещает эпоху массовой спутниковой связи
03.03.2026. В Сибири изучают возможности создания элементов памяти на квантовых точках
18.06. Google снизила стоимость подписки на Google AI Plus и вступила в гонку ценообразования
18.06. В России начали серийное производство портативных раций стандарта TETRA – МиниКом-АНР-3
18.06. Корея делает большую ставку на SiC и GaN – получится ли?
17.06. МегаФон и China Telecom запустили новый магистральный канал «Хабаровск-Гонконг»
17.06. Tensordyne привлекает все больше интереса за счет ставки на LNS
17.06. МегаФон расширил инфраструктуру в населенных пунктах Кетовского района Курганской области
17.06. Узбекистан выбирает спутниковую связь от Amazon Leo
16.06. Music v2 - легальная коммерциализация и возможность менять жанр в рамках одного трека
16.06. Билайн улучшил связь еще в трех деревнях Новгородской области
18.06. Redmi Turbo 5 с АКБ 7540 мАч, Dimensity 8500-Ultra и IP69K дебютировал в Индии
18.06. Tecno Pova 8 Pro 5G с Dimensity 7300, 12 ГБ ОЗУ и 1.5K-экраном засветился в Google Play Console
17.06. Tecno Spark 50 Pro – дизайн в стиле iPhone 17 Pro и защита IP69
17.06. Vivo T5 Lite 5G – бюджетный долгожитель с АКБ 6500 мАч и экраном 120 Гц
17.06. Xiaomi 18 принесет смену порядка выхода, рост цен и следование стратегии Apple
16.06. Honor X70 Pro Max – батарея 8560 мАч и цена от 295 долларов
16.06. Официально раскрыты камеры и дисплеи Vivo X Fold 6
15.06. Moto G Max – 200 МП камера, экран 5000 нит и военная прочность за 490 долларов
15.06. Honor X7e Plus 5G сертифицирован в ОАЭ
12.06. OnePlus Turbo 6X и 6X Pro -доступные «батарейные монстры» для Китая от 220 долларов
11.06. Honor подтвердила 7 лет обновлений для Magic V6 и всей Magic-серии в Европе
11.06. Realme P4R 5G – 8000 мАч, 144 Гц и MIL-STD-810H за 200 долларов
11.06. Honor готовит Win Pad Mini: 8-дюймовый OLED-планшет для геймеров с емкой батареей
10.06. Honor X80 Pro Max – 11 000 мАч, 90 Вт и Snapdragon 6 Gen 5
10.06. Infinix Smart 20 – большой 120-герцовый экран и автономность за 145 долларов
09.06. Появилась уточненная информация о батарее, зарядке и дисплее Redmi K100 Pro
09.06. Samsung Galaxy S27 Pro будет на уровне Ultra, но без S Pen
08.06. Vivo V70 Lite – почти незаметное обновление с упором на автономность