La memoria DRAM, quella dei PC, dei telefoni e dei server per l’AI, è arrivata a un bivio: la cella tradizionale “6F²” non si rimpicciolisce più come prima e l’alternativa, la cella 4F² con transistor verticale, promette fino al 50% di densità in più. Nel giro di due settimane i quattro produttori mondiali hanno dato quattro risposte diverse: Micron l’ha tolta dalla roadmap dopo vent’anni di studi, Samsung e SK hynix la portano in produzione nel 2028, la cinese CXMT dice che i primi moduli server arrivano entro fine 2026. Il canale cinese 半导体产业纵横, che segue l’industria dei semiconduttori, ha messo in fila i numeri: ecco cosa cambia davvero e perché ognuno ha scelto una strada diversa.
Cos’è la cella 4F² e quanto rende davvero
Una DRAM è una griglia di celle, ognuna con un transistor e un condensatore che tiene una carica (se vuoi ripassare le basi, abbiamo spiegato che cos’è la RAM). L’area di una cella si misura in multipli di F, la dimensione minima che la litografia riesce a stampare. Da vent’anni la cella standard occupa 6F²; mettendo il transistor in verticale, sopra il condensatore invece che accanto, si scende a 4F².
Sulla carta i conti sono questi:
- area della cella ridotta di un terzo (-33%);
- densità dell’array di celle +50%;
- ma un chip non è fatto solo di celle: contando i circuiti di periferia, gli amplificatori di lettura e le celle di riserva, la resa in chip per wafer sale di circa il 30%, secondo le stime di settore riportate nel video.
Il 30% è il numero che conta, perché è quello che abbassa il costo per bit. E qui arriva la prima differenza tra i produttori: chi ha a disposizione le macchine EUV High-NA più avanzate può continuare a ridurre F e ottenere densità in più “gratis”; chi non le ha, come la cinese CXMT tagliata fuori dall’export di ASML, usa il 4F² come scorciatoia per salire di densità senza rimpicciolire la litografia. Di quanto la Cina sia indietro sull’EUV abbiamo parlato nell’analisi sulla sorgente EUV cinese di Langdao Silex.
Le quattro strade
CXMT: fine 2026. Il 10 ottobre, alla conferenza sui circuiti integrati e i chiplet di Shanghai, il presidente Cao Kanyu ha annunciato un modulo DDR5 RDIMM per server basato su DRAM 4F², in arrivo entro la fine dell’anno, con l’uso dell’hybrid bonding per fabbricare celle e logica su wafer separati e poi unirli. È due anni prima della finestra del 2028 che tutti davano per scontata. TrendForce e TechNode fanno notare che mancano nodo produttivo, velocità, capacità e resa: solo un annuncio, ma è bastato a far perdere il 10% a SK hynix in borsa il 13 ottobre.
Samsung: 2028. Samsung ha scelto il 4F² con transistor a canale verticale (VCT) per il nodo 10a, il primo sotto i 10 nanometri: a marzo 2026 ha prodotto i primi wafer con un die funzionante, a febbraio aveva mostrato all’ISSCC un chip da 16 Gb con VCT e bonding wafer-su-wafer. Il piano riportato da The Elec: sviluppo nel 2026, qualifica nel 2027, produzione di massa nel 2028. La stessa architettura durerà per i nodi 10b e 10c, poi dal 10d si passa alla DRAM 3D.
SK hynix: 2028, come ponte. Alla conferenza VLSI SK hynix ha presentato la sua piattaforma 4F² “vertical gate” per i nodi da 10 nm in giù, da far partire nel 2028 insieme all’EUV High-NA. La considera una tappa di passaggio verso la DRAM 3D, che secondo l’azienda costerà la metà a parità di bit grazie proprio all’EUV.
Micron: mai. Il 21 ottobre, in un webinar tecnico, il presidente e responsabile tecnologia Scott DeBoer ha detto che il 4F² non è nella roadmap di Micron, dopo più di vent’anni di prototipi. Micron continua sul 6F²: il nodo 1γ è già in produzione con l’EUV, il 1δ arriva nella seconda metà del 2027 con circa il 25% di densità in più, il 1ε userà il wafer bonding e dopo si passa direttamente alla DRAM 3D, senza una data. Il giudizio di Micron è che la complessità del transistor verticale costi, in resa e ammortamento dei macchinari, più di quanto renda.
Quanto costa fare una cella verticale
Il motivo della rinuncia di Micron è nei passi di processo. Per costruire il transistor in verticale servono pilastri di silicio cresciuti per epitassia, incisioni con rapporto d’aspetto altissimo, deposizione a strati atomici e il bonding dei wafer: secondo le stime citate nel video, un 4F² richiede dal 20 al 30% di passi in più rispetto a un 6F² della stessa generazione, e ogni passo in più è tempo macchina e possibilità di difetti. La scommessa regge solo se la resa (la percentuale di chip buoni per wafer) sale abbastanza in fretta da compensare.
Per ora i dati sono da laboratorio. Il prototipo Samsung a 10a ha passato i test tra -25 e 95 gradi con i bit guasti ad alta temperatura sotto controllo e una ritenzione dei dati simile alla DRAM planare, ma senza numeri di resa su grandi volumi. Lo stesso vale per i dispositivi mostrati da SK hynix. CXMT, che debutta direttamente sui moduli server, gioca la partita più difficile: la memoria dei data center lavora 24 ore su 24 e tollera pochissimi errori, quindi lo spazio per una resa iniziale bassa è minimo. Gli analisti coreani citati nel video si aspettano prime rese basse e una produzione commerciale credibile solo tra fine 2027 e il 2028: cioè vicino alla finestra dei due coreani.
Cosa cambia per chi compra RAM
Nel breve nulla: i moduli 4F² del 2026-2027 sono per i server, e i prezzi della memoria oggi li muove la domanda dei data center AI, non l’architettura delle celle (di quanto pesi l’infrastruttura AI abbiamo scritto parlando dei data center a 800 volt). Nel medio periodo il 4F² serve a tenere giù il costo per gigabyte senza aspettare la DRAM 3D, che è la vera destinazione di tutti e quattro.
La notizia vera è un’altra: per la prima volta un produttore cinese prova a passare avanti su una tecnologia di memoria, usando un’architettura nuova per compensare le macchine che non può comprare. È la stessa strategia che la Cina applica ai processori, dove la pubblica amministrazione ha smesso di comprare PC Intel e AMD. Se i moduli CXMT di fine anno funzionano davvero, il 2028 di Samsung e SK hynix smette di sembrare presto; se le rese non arrivano, Micron avrà avuto ragione a non spendere.
Fonte: video di 半导体产业纵横 su Bilibili; dati su CXMT, Samsung e Micron verificati su TrendForce, TechNode, XenoSpectrum e Tom’s Hardware.
