SemiAnalysis: La produzione di memoria flash sta passando dal tungsteno al molibdeno
Secondo l'analisi di SemiAnalysis, dopo che il numero di strati impilati nella memoria flash 3D NAND ha superato i 300, il filo di tungsteno ha raggiunto il suo limite fisico in termini di resistenza, compatibilità chimica e riempimento di fori profondi, rendendo il molibdeno il materiale sostitutivo obbligatorio. Samsung ha già avviato la produzione di massa nel 2024, Micron seguirà nel 2025 e SK Hynix prevede di lanciare prodotti basati su processo con 375 strati di molibdeno entro la fine del 2026. Si prevede che il mercato delle apparecchiature di deposizione del molibdeno raggiungerà un fatturato superiore a 1 miliardo di dollari nel 2027.
Il 23 agosto, l'istituto di ricerca sull'industria dei semiconduttori SemiAnalysis ha pubblicato una serie di post sulla piattaforma X, spiegando la logica tecnologica della transizione nella produzione di memoria flash 3D NAND dal tungsteno (Tungsten, W) al molibdeno (Molybdenum, Mo).
La 3D NAND ha smesso di ridursi lateralmente già circa dieci anni fa, puntando invece sull'aumento del numero di livelli impilati verticalmente per migliorare la densità di memoria. Tuttavia, dopo aver superato circa 300 livelli, le word line di tungsteno che collegano ogni cella di memoria hanno incontrato un limite fisico: resistenza troppo elevata, processi chimici a base di fluoro che provocano perdite elettriche e impossibilità di effettuare un efficace riempimento nei fori ultraprofondi.
SemiAnalysis ha dichiarato nei post: "Il molibdeno non è un'ottimizzazione, ma la scelta obbligata per NAND oltre i 300 livelli."
Rispetto al tungsteno, il molibdeno presenta tre vantaggi chiave: resistenza elettrica più bassa (che offre velocità di lettura e scrittura più rapida), assenza di processi chimici a base di fluoro e migliore capacità di riempimento nelle strutture con elevato rapporto profondità-larghezza. Questi tre punti corrispondono precisamente ai principali difetti esposti dal tungsteno negli impilamenti profondi, rendendo la sostituzione del materiale una necessità tecnica anziché una semplice miglioria ingegneristica opzionale.
Situazione attuale del settore: la produzione di massa è ancora a 2xx livelli, il punto di svolta è arrivato
SemiAnalysis ha ricostruito la posizione attuale dei principali produttori: Kioxia/SanDisk si trova a 218 livelli, Micron a 276 livelli, Samsung a 286 livelli, mentre SK Hynix è leader con 321 livelli.
La transizione verso i livelli da 3xx a 4xx è già iniziata. SemiAnalysis stima che la quota del molibdeno nella capacità produttiva totale di NAND passerà da una percentuale a cifre medie nel 2025 a circa il 30% nel 2027.
Le tre principali aziende puntano tutto sul molibdeno
Tutti i principali produttori di NAND hanno già dichiarato chiaramente l'intenzione di adottare il processo con molibdeno, con tempistiche definite:
Samsung è all'avanguardia, con prodotti dotati di word line in molibdeno passati alla produzione di massa già dal 2024.
Micron avvierà la produzione di massa su larga scala nel 2025 con l'apparecchiatura ALTUS Halo di Lam Research.
SK Hynix prevede di lanciare una NAND a 375 livelli con processo al molibdeno entro la fine del 2026.
Fornitori di apparecchiature: un nuovo mercato da oltre 1 miliardo di dollari
Ogni passaggio dal tungsteno al molibdeno richiede nuovi dispositivi di deposizione. SemiAnalysis stima che solo nel 2027 le vendite di apparecchiature per la deposizione di molibdeno nella NAND supereranno 1 miliardo di dollari e, con l'espansione verso DRAM e chip logici, cresceranno fino a circa 2 miliardi di dollari l'anno entro il 2030.
In termini di benefici, Lam Research sarà la prima a trarne vantaggio, seguita da TEL (Tokyo Electron); AMAT (Applied Materials), ASMI e la cinese Naura (North Huachuang) saranno invece più coinvolte nell'ondata di trasformazione successiva per DRAM e chip logici. SemiAnalysis ha dichiarato che il calcolo dettagliato per segmento di mercato è già incluso nel suo modello WFE (front-end equipment).
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