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:
16.03. Бесшовный фотонный интерфейс чип-окружающая среда: прорывы 2025–2026 годов
12.03. UMC и HyperLight объединили усилия для массового производства чиплетов на основе TFLN
12.03. IBM и Lam Research объединяют усилия для разработки логики суб-1 нм
10.03. Европа и Китай синхронно демонстрируют успех лазерной связи с геостационарными спутниками
10.03. Потери света в фотонных чипах приближены к показателям оптоволокна
04.03. Nvidia готовит процессор для инференса на базе технологий Groq, OpenAI станет якорным клиентом
04.03. Нейросетевой кодек NESC обещает эпоху массовой спутниковой связи
03.03. В Сибири изучают возможности создания элементов памяти на квантовых точках
24.02. ASML добилась удвоения мощности источника света в EUV-машинах
24.02. В 2026 году в России может появиться фотолитограф нового поколения?
17.02. В Европе разработали новый класс полупроводников на базе GeSn
09.02. Интерфейс «мозг-компьютер» (ИМК) и влияние этого сегмента на рынок микроэлектроники
04.02. Кремниевый чип разогнали до 140 ГГц
03.02. SpaceX намеревается создать распределенный ИИ на орбитах о 500 до 2000 км
11.01. Учёные МФТИ открыли путь к лазерам на алмазах
25.03. SK Hynix разместила у ASML крупнейший публичный заказ на EUV-оборудование на $8 млрд
25.03. МегаФон в Красноярском крае - покрытие 4G расширено в 16 муниципальных округах
25.03. МТС в Республике Бурятия - мобильный интернет ускорен в курортном поселке Жемчуг
24.03. Норвежский стартап Lace Lithography привлек $40 млн на литографию с атомарным разрешением
24.03. Билайн в Санкт-Петербурге - мобильный интернет оператора в метро признан лучшим по оценкам DMTEL
24.03. Билайн бизнес сообщает о расширении возможностей связи для предпринимателей
24.03. Кризис расползается по цепочке поставок
24.03. TSMC наращивает мощности в США, спрос на чипы высок, а выручка в 2026 году может вырасти на 30%
24.03. МТС в Приморском крае организовал новый трансграничный переход интернет-трафика с China Mobile
24.03. Запущены первые 16 спутников БЮРО 1440
23.03. В России могут начать работы над литографом для техпроцесса 90 нм в 2026 году
23.03. Samsung Electronics вложит рекордные 110 трлн вон
23.03. МТС разместила биржевые облигации серии 002P-17 на 10 млрд
23.03. Билайн в Нижегородской области - покрытие 4G расширено в столице и в сельских населенных пунктах
30.03. Все iPhone 18 получат уменьшенный Dynamic Island, но рамки останутся прежними
30.03. OnePlus Nord CE6 Lite получит Dimensity 6300, батарея 7000 мАч и цену до 23 000 рупий
27.03. Представлены iQOO Z11 и Z11x – 9050 мАч, 165 Гц и IP69 за 290 долларов
27.03. iPad (2026) получит чисет A18, 8 ГБ RAM и тот же дизайн
26.03. Vivo X300s – 200 МП, перископ, батарея 7100 мАч и защита IP69
26.03. Представлены Samsung Galaxy A57 и A37 с IP68, Exynos 1680 и прежними камерами
25.03. OnePlus 15T – компактный флагман с батареей 7500 мАч, защитой IP69K и экраном 165 Гц
25.03. Samsung Galaxy Z Fold8 – 200 МП, 8-дюймовый экран и батарея 5000 мАч
25.03. Первый тизер Tecno Spark 50 5G раскрывает дизайн новинки
24.03. Huawei Enjoy 90 Plus и Enjoy 90 – Kirin 8000, батареи 6620 мАч и доступные цены
24.03. Huawei Enjoy 90 Pro Max – Kirin 8000, батарея 8500 мАч и экран 120 Гц за 250 долларов
23.03. Redmi 15A 5G – 6300 мАч и 120 Гц за «реальные деньги»
23.03. Xiaomi 17T и 17T Pro засветились в IMDA
20.03. Lenovo представила компактный Y700 с двумя USB-C и большие Xiaoxin Pro
20.03. iQOO Z11 с батареей 9020 мАч и экраном 165 Гц представят 26 марта
19.03. Ulefone RugKing 5 Pro – 20 000 мАч, 1202 светодиода и ночное видение за 270 долларов
19.03. Oppo A6s 5G – 80-ваттная зарядка и IP69 за 18 999 рупий
19.03. FOSSiBOT F116 Pro – компактный защищенный смартфон с креплением для экшн-камеры
18.03. Samsung Galaxy M17e 5G – ребрендинг A07 с батареей 6000 мАч за 140 долларов