在最近的IEEE國際可靠性物理研討會上，SK海力士分享了其近期和未來的技術目標願景。SK海力士認為，通過將層數增加到600層以上，可以繼續提高3D NAND的容量。此外，該公司有信心借助極紫外（EUV）光刻技術將DRAM技術擴展到10nm以下，以及將內存和邏輯芯片整合到同一個設備中，以應對不斷增加的工作負載。

SK海力士首席執行官李錫熙說：“我們正在改進DRAM和NAND各個領域的技術發展所需的材料和設計結構，並逐步解決可靠性問題。如果以此為基礎，並取得創新，將來有可能實現10nm以下的DRAM工藝和堆疊600層以上的NAND。”

3D NAND未來將達到600層以上

歷史的經驗早已證明，3D NAND無論是在性能還是在可拓展方面，都是一種非常高效的體系結構，因此，SK海力士將在未來幾年繼續使用它。早在2020年12月，SK海力士就推出了具有1.6Gbps接口的176層3D NAND存儲器，且已經開始和SSD控制器製造商一起開發512GB的176層存儲芯片，預計在2022年會基於新型3D NAND存儲器進行驅動。

就在幾年前，該公司認為可以將3D NAND擴展到500層左右，但是現在它已經有信心可以在不久的將來將其擴展到600層以上。隨著層數的增加，SK海力士以及其他3D NAND生產商不得不讓每一層變得更薄，NAND單元更小，並引入新的電介質材料來保持均勻電荷，從而保持可靠性。

SK海力士已經是原子層沉積領域的領導者之一，因此其下一個目標是實現高深寬比（A/R）接觸（HARC）刻蝕技術。同樣，對於600層以上的3D NAND，可能還需要學會如何將多層晶圓堆疊起來。

行業何時才能有600層以上的3D NAND設備以及如此驚人的層數將帶來的多大的容量，SK海力士沒有給出具體預測，不過該公司僅憑藉176層技術就已經著眼於1TB的產品，因此600層以上的產品容量將是巨大的。

DRAM的未來：EUV低於10nm

與美光科技不同，SK海力士認為採用EUV光刻技術是保持DRAM性能不斷提高，同時提高存儲芯片容量、控制功耗最直接的方法。借助DDR5，該公司不得不推出容量超過16GB的存儲設備，數據傳輸速率可達6400GT/s，這些存儲設備將堆疊在一起以構建大容量的DRAM。

由於未來的存儲器產品必須滿足高性能、高容量以及低功耗等要求，因此先進的製造技術變得更加重要。為了成功實施EUV技術，SK海力士正在開髮用於穩定EUV圖案和缺陷管理的新材料和光刻膠。另外，該公司正在尋求新的電池結構，同時通過使用由高介電常數材料製成更薄的的電介質來保持其電容。

值得注意的是，SK海力士現在也在尋找減少“用於互連的金屬”電阻的方法，這表明DRAM晶體管的尺寸已經變得非常小，以至於其觸點將成為瓶頸。借助EUV，晶體管將縮小尺寸，提升性能並降低功耗，接觸電阻將成為10nm以下的瓶頸。不同的芯片生廠商用不同的方式來解決這一問題：英特爾決定使用鈷代替鎢，而台積電和三星則選擇了選擇性鎢沉積工藝。SK海力士未詳細說明其抗接觸電阻的方法，只是表明正在尋求下一代電極和絕緣材料並引入新工藝。

融合處理和內存的近內存處理

除了使DRAM速度更快並提高容量外，SK海力士還期待融合內存和處理技術。如今，用於超級計算機的尖端處理器使用通過插入器連接到它們的高帶寬（HBM），SK海力士將此概念稱之為PNM（近內存處理），並斷言下一步將是處理器和內存存在於單個封裝中的PIM（內存中處理），而該公司最終將尋找CIM（內存中計算），將CPU和內存集成到一起。

SK海力士的CIM在很大程度上與今年2月推出的三星PIM（內存處理）概念相似，並可能滿足HJEDEC定義的工業標準。三星的HBM- PIM將以300MHz運行的32個支持FP16的可編程計算單元（PCU）嵌入到4GB內存裸片中。可以使用常規存儲命令控制PCU，並執行一些基本計算。三星聲稱其HBM-PIM內存已經在領先的AI解決方案提供商的AI加速器中進行了試驗，該技術可以使用DRAM製造工藝製造，對於不需要高精度但可以從數量眾多的簡化內核中受益的AI和其他工作負載意義重大。

目前尚不清楚SK海力士是否將根據三星提出的即將發布的JEDEC標準實施CIM，或者採用專有技術，但可以確定的是，全球最大的DRAM製造商對融合的存儲器和邏輯設備都抱有相似的願景。

邏輯和內存的融合對於利基應用非常有意義，同時，還有更多常見的應用程序可以從內存，存儲和處理器更緊密的集成中受益。為此，SK海力士正在開發緊密集成異構計算互連封裝技術，這些封裝包含處理IP、DRAM、NAND、微機電系統（MEMS）、射頻識別（RFID）和各種傳感器。不過，該公司尚未提供許多詳細信息。

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