D-RAM 3D dùng quy trình foundry logic: SK Hynix hé lộ định hướng thế hệ mới

SK Hynix vừa công bố định hướng công nghệ D-RAM 3D, trong đó có việc ứng dụng quy trình foundry logic vào mạch ngoại vi bộ nhớ, mở rộng băng thông bus dữ liệu và rút ngắn tối đa khoảng cách truyền dữ liệu. Tuy nhiên nhiệt lượng phát sinh, kết nối siêu nhỏ và tích hợp quy trình vẫn là những bài toán cần giải trước khi công nghệ này có thể thương mại hóa.

Theo SK Hynix, hãng đã trình bày các hướng công nghệ bộ nhớ 3D chủ chốt tại “Diễn đàn Tương lai SK Hynix 2026” tổ chức ngày 8 tại Trung tâm SUPEX ở Icheon, tỉnh Gyeonggi, Hàn Quốc. Phó Chủ tịch Kyunghoon Kim và Phó Chủ tịch Hoyoung Son của SK Hynix nêu ba nhiệm vụ trọng tâm: △áp dụng quy trình foundry logic vào mạch ngoại vi D-RAM △mở rộng chiều rộng bus dữ liệu △rút ngắn tối đa quãng đường truyền dữ liệu.

D-RAM 3D là công nghệ xếp chồng các tế bào nhớ theo chiều dọc thay vì bố trí theo mặt phẳng như trước, qua đó nâng mật độ tích hợp. Công nghệ này bao gồm cả phương thức tích hợp dị chủng, tức chế tạo riêng các chip có chức năng khác nhau rồi kết hợp lại, đồng thời kết nối trực tiếp mạch nhớ với mạch logic để giảm quãng đường di chuyển dữ liệu.

Phó Chủ tịch Kyunghoon Kim (Kyunghoon Kim) của SK Hynix cho biết “để hiện thực hóa D-RAM xếp lớp 3D thành sản phẩm thực tế, không chỉ cần tối ưu thiết kế mà còn phải giải quyết những bài toán công nghệ chưa từng gặp trước đây như nhiệt lượng phát sinh và độ phức tạp của quy trình”. Ông giải thích rằng việc kết nối chính xác nhiều lớp và tích hợp ổn định quy trình sản xuất là yếu tố cốt lõi để đưa sản phẩm ra thị trường.

Công nghệ đóng gói cũng được nêu là một thách thức lớn. SK Hynix cho rằng cần giải quyết đồng thời bài toán về đường dây kết nối siêu nhỏ, liên kết (bonding) và tích hợp quy trình, đồng thời khi ranh giới giữa công đoạn chế tạo wafer (tiền công đoạn) và công đoạn kết nối, lắp ráp chip (hậu công đoạn) ngày càng thu hẹp, việc tối ưu hóa đồng thời thiết kế, chế tạo và đóng gói ngay từ giai đoạn thiết kế trở nên cần thiết.

Phó Chủ tịch Hoyoung Son (Hoyoung Son) nói rằng “công nghệ 3D đang làm thay đổi cả ranh giới kỹ thuật giữa quy trình wafer và đóng gói” và nhấn mạnh “cùng với đổi mới trong đóng gói tiên tiến, ngành cần xây dựng cơ chế tối ưu hóa chung vượt ra ngoài phạm vi truyền thống và một hệ thống hợp tác mới”. Phát biểu này cho thấy phát triển bộ nhớ 3D không còn là bài toán riêng của các hãng bộ nhớ, mà đang mở rộng thành nhiệm vụ chung của cả hệ sinh thái foundry và đóng gói.

Giáo sư Shin Chang-hwan (Shin Chang-hwan) của Đại học Korea định nghĩa công nghệ 3D không đơn thuần là xếp chồng chip theo chiều dọc, mà là công nghệ xóa nhòa ranh giới giữa chip nhớ và chip xử lý. Trong bối cảnh việc thu nhỏ linh kiện bán dẫn đang tiệm cận giới hạn và gánh nặng về thời gian, điện năng do di chuyển dữ liệu giữa hệ thống và bộ nhớ ngày càng lớn, ông đề xuất cần một hệ thống thiết kế tích hợp 3D kết nối vật liệu, linh kiện, đóng gói và kiến trúc bằng trí tuệ nhân tạo.

Trước đó, TokenPost từng đưa tin về trường hợp hãng thiết bị bán dẫn Trung Quốc Naura tuyên bố đạt bước đột phá trong quy trình khắc liên quan đến D-RAM 3D, cho thấy đây là công nghệ đòi hỏi đồng thời năng lực xếp lớp, kết nối, khắc và bảo đảm tỷ lệ thành phẩm. Tuy nhiên mức độ công nghệ và giai đoạn sản xuất hàng loạt giữa các doanh nghiệp vẫn khác nhau.

SK Hynix cũng đưa ra định hướng “bộ nhớ AI toàn diện” (full-stack AI memory), theo đó hãng sẽ kết hợp D-RAM xếp lớp 3D với HBM và HBF tùy theo đặc tính từng tác vụ, đồng thời thúc đẩy thiết kế chung ở cấp độ hệ thống cùng các doanh nghiệp dịch vụ AI, phần mềm và chip tăng tốc.

Chủ tịch SK Hynix Kwak Noh-jung (Kwak Noh-jung) ví thị trường bộ nhớ như một con đường quanh co liên tục biến đổi, và cho rằng doanh nghiệp cần linh hoạt ứng phó không chỉ dựa vào năng lực nội bộ mà còn theo tốc độ và hướng thay đổi của môi trường bên ngoài. SK Hynix cho biết sẽ tổng hợp các nội dung thảo luận tại diễn đàn thành tài liệu đào tạo nội bộ và kết nối với nhiệm vụ của từng bộ phận. Thời điểm sản xuất hàng loạt cụ thể và thông số sản phẩm D-RAM 3D hiện chưa được công bố.