La firme japonaise Kioxia a récemment annoncé une mémoire DRAM 3D à haute densité et faible consommation. La technologie promet une RAM plus rapide et moins gourmande en énergie, mais sa production pour le grand public n’arrivera pas avant plusieurs années.
Le fabricant japonais Kioxia dévoile une avancée technique autour de la mémoire DRAM. L’entreprise a mis au point des transistors à canal semi-conducteur à oxyde empilables qui permettent de superposer jusqu’à huit couches de cellules mémoire. Selon le communiqué de presse, cette configuration offre un courant de conduction supérieur à 30 microampères et un courant de fuite inférieur à 1 attoampère. Ces caractéristiques devraient réduire la consommation d’énergie et augmenter la densité mémoire par unité de volume. L’entreprise prévoit d’orienter cette technologie vers les serveurs d’IA et les appareils IoT.
Petit grain de sable dans les rouages parfaits de l'annonce, elle précise cependant que la commercialisation à grande échelle nécessitera plusieurs années, à cause des défis liés à la fabrication et à la fiabilité. La pénurie de mémoire a encore, hélas, de beaux jours devant elle.
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Kioxia développe une mémoire plus dense et plus efficace
Pour pallier les limites physiques actuelles de la DRAM traditionnelle, empiler les cellules mémoire en 3D permet d’augmenter leur capacité sans élargir la puce. Kioxia utilise des films d’oxyde de silicium et de nitrure de silicium, remplacés par un semi-conducteur à base d’oxyde, l’InGaZnO, pour former les transistors. Cette structure réduit l’espacement vertical et permet d’obtenir des cellules plus compactes. L’entreprise parle de transistors horizontaux avec un courant de conduction supérieur à 30 μA et un courant de fuite inférieur à 10⁻¹⁸ A. Ces mesures garantissent que la mémoire reste efficace même lorsque le volume de données augmente.
La technologie cible surtout les applications qui s'attachent à la densité et la consommation. Les serveurs d’IA, qui manipulent de grandes quantités de données, bénéficieront de cette DRAM plus performante. Les dispositifs IoT, souvent limités par leur consommation électrique, pourront également tirer parti de cette efficacité accrue. Pour Kioxia, l’innovation se situe autant dans le matériau utilisé que dans la méthode d’empilement des transistors. Le remplacement du silicium classique par l’oxyde semi-conducteur permet de limiter la consommation pendant les cycles de rafraîchissement. Selon les données publiées par l’entreprise, le gain énergétique est conséquent par rapport à la DRAM classique.
La firme a présenté la technologie lors de la conférence IEEE International Electron Devices Meeting à San Francisco. L’événement a permis de vérifier le fonctionnement des transistors empilés sur huit couches. Kioxia indique que ces tests confirment la fiabilité de la structure et sa capacité à traiter de gros volumes de mémoire. La densité accrue devrait réduire le coût de fabrication par gigaoctet, bien que les prix pour les utilisateurs finaux restent encore élevés pour le moment.
Une disponibilité qui demandera de la patience
Même si les démonstrations en laboratoire montrent un fonctionnement solide, le passage à la production de masse reste complexe. La précision de l’alignement des huit couches de transistors n'est pas une mince affaire. L’intégration de ces matériaux dans les lignes de production existantes demande des ajustements techniques et des validations prolongées. La fiabilité sur le long terme doit être testée avant de livrer des puces aux clients. Kioxia anticipe que cette étape prendra probablement plusieurs années.
L’entreprise poursuit ses recherches et affirme que la mise en œuvre concrète dans des applications réelles constitue l’étape suivante. Les composants seront d’abord orientés vers les secteurs professionnels. Les particuliers et les utilisateurs grand public devront attendre plus longtemps. Même lorsque la production industrielle sera lancée, le prix des modules RAM pourrait rester élevé. Le gain de densité et d’efficacité n’entraîne pas automatiquement une baisse des tarifs, car la fabrication de masse requiert du temps et des investissements.
Voilà pourquoi, malgré l’annonce prometteuse, la pénurie de mémoire pour les particuliers ne disparaîtra pas immédiatement. Les entreprises spécialisées, en particulier celles qui exploitent l’intelligence artificielle, auront plus vite accès aux premières puces. Pour les amateurs de PC et les fabricants d’ordinateurs portables, la solution se fera attendre. Les experts de Kioxia confirment que la prochaine décennie devrait voir l’arrivée progressive de ces modules sur le marché.
Source : Kioxia, Tech Radar, Tech Power Up
