SemiAnalysis : La fabrication de mémoire flash passe du tungstène au molybdène
Selon l’analyse de SemiAnalysis, après que le nombre de couches empilées de la mémoire flash 3D NAND ait dépassé 300, les fils en tungstène atteignent leurs limites physiques en matière de résistance, de compatibilité chimique et de remplissage de trous profonds, ce qui impose l'utilisation du molybdène comme matériau de remplacement. Samsung a déjà lancé la production de masse en 2024, Micron suivra en 2025, et SK Hynix prévoit de présenter un produit avec une technologie à 375 couches utilisant le molybdène d’ici fin 2026. Le marché des équipements de dépôt de molybdène devrait dépasser 1 milliard de dollars US de chiffre d’affaires en 2027.
Le 23 août, l’institut d’analyse du secteur des semi-conducteurs SemiAnalysis a publié une série de posts sur la plateforme X, expliquant la logique technique du passage de la fabrication de 3D NAND flash de tungstène (Tungsten, W) à molybdène (Molybdenum, Mo).
Depuis près de dix ans, la technologie 3D NAND a cessé de réduire la taille horizontale, misant sur l’empilement vertical des couches pour augmenter la densité de stockage. Toutefois, dès que le nombre de couches dépasse environ 300, les lignes de mots en tungstène (word lines) connectant chaque cellule de stockage atteignent un plafond physique : résistance trop élevée, fuite de courant due aux procédés chimiques à base de fluor, et difficulté de remplissage efficace dans des trous ultraprofonds.
Dans ses tweets, SemiAnalysis affirme : « Le molybdène n'est pas une optimisation, c’est une nécessité pour les NAND de plus de 300 couches. »
Par rapport au tungstène, le molybdène présente trois avantages clefs : une résistance plus faible (ce qui améliore la vitesse de lecture/écriture), l’absence de procédés chimiques à base de fluor, et une meilleure capacité de remplissage pour les architectures à grand rapport hauteur/largeur. Ces trois points correspondent exactement aux principaux défauts du tungstène dans l’empilement profond, rendant le changement de matériau une nécessité technique et non une simple amélioration ingénierique optionnelle.
Situation du secteur : la production de masse reste à 2xx couches, le point de bascule est atteint
SemiAnalysis a passé en revue l'état actuel des principaux fabricants concernant le nombre de couches : Kioxia/SanDisk se situe à 218 couches, Micron à 276, Samsung à 286, et SK Hynix en tête de l’industrie avec 321 couches.
La transition vers 3xx et 4xx couches est en cours. SemiAnalysis estime que la part du molybdène dans la capacité totale NAND passera d’un pourcentage moyen à un chiffre en 2025 à environ 30% en 2027.
Trois grands fabricants misent tout
Les principaux producteurs de NAND ont tous clairement annoncé leur passage au procédé à base de molybdène, avec un calendrier bien défini :
Samsung est pionnier, avec des produits en word line molybdène déjà en production de masse depuis 2024.
Micron lancera la production de masse en 2025 sur l’équipement ALTUS Halo de Lam Research.
SK Hynix prévoit de lancer sa NAND à 375 couches utilisant le procédé molybdène fin 2026.
Équipementiers : un nouveau marché de plus de 1 milliard de dollars
Chaque transition du tungstène vers le molybdène implique l'acquisition de nouveaux équipements de dépôt. SemiAnalysis estime qu’en 2027 seulement, les ventes d’équipements de dépôt de molybdène pour NAND dépasseront 1 milliard de dollars, et, avec le suivi du DRAM et des puces logiques, atteindront environ 2 milliards de dollars par an d’ici 2030.
Côté bénéficiaires, Lam Research sera le premier à profiter, suivi par TEL (Tokyo Electron) ; AMAT (Applied Materials), ASMI et le fabricant chinois d’équipements Naura bénéficieront davantage de la transition ultérieure du DRAM et des puces logiques. SemiAnalysis indique que ses modèles pour les équipements de front-end (WFE) incluent déjà ces segmentations de marché détaillées.
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