SemiAnalysis: A fabricação de memória flash está mudando de tungstênio para molibdênio

Em 23 de agosto, o instituto de pesquisa da indústria de semicondutores SemiAnalysis publicou uma série de posts na plataforma X, explicando a lógica técnica da transição na fabricação de 3D NAND Flash da utilização de tungstênio (Tungsten, W) para molibdênio (Molybdenum, Mo).

O 3D NAND deixou de reduzir sua dimensão lateral há cerca de dez anos, passando a aumentar a densidade de armazenamento através do empilhamento vertical de camadas. Porém, ao superar aproximadamente 300 camadas, as word lines de tungstênio que conectam cada célula de armazenamento enfrentaram um limite físico: resistência excessiva, vazamentos causados por processos químicos baseados em flúor e dificuldade de preenchimento eficiente em furos ultraprofundos.

SemiAnalysis afirmou nos posts: "Molibdênio não é uma opção de otimização, é uma necessidade para NAND acima de 300 camadas."

Comparado ao tungstênio, o molibdênio possui três vantagens-chave: menor resistência (resultando em velocidades de leitura e gravação mais rápidas), dispensa processos químicos baseados em flúor e apresenta melhor capacidade de preenchimento em estruturas de alto aspecto de profundidade. Esses três pontos correspondem exatamente às principais deficiências do tungstênio em pilhas profundas, tornando a troca de material uma necessidade técnica, e não apenas uma melhoria de engenharia opcional.

Situação atual: produção em massa ainda em 2xx camadas, ponto de inflexão chegou

SemiAnalysis analisou o número de camadas atualmente de cada grande fabricante: Kioxia/SanDisk está em 218 camadas, Micron em 276 camadas, Samsung em 286 camadas e SK Hynix lidera o setor com 321 camadas.

A transição para 3xx até 4xx camadas já está em andamento. SemiAnalysis estima que a participação do molibdênio na capacidade total de produção de NAND aumentará de um dígito médio percentual em 2025 para cerca de 30% em 2027.

Três grandes fabricantes apostam fortemente

Todos os principais fabricantes de NAND já assumiram compromissos claros de adotar o processo com molibdênio, com cronogramas definidos:

Samsung foi a pioneira, com produtos de word line de molibdênio entrando em produção em massa desde 2024.

Micron iniciará produção em massa a partir de 2025 usando os equipamentos ALTUS Halo da Lam Research.

SK Hynix planeja lançar um NAND com 375 camadas usando processo com molibdênio no final de 2026.

Fabricantes de equipamento: novo mercado de mais de 1 bilhão de dólares

Cada transição do tungstênio para o molibdênio implica a necessidade de novos equipamentos de deposição. SemiAnalysis estima que, somente em 2027, a receita com vendas de equipamentos de deposição de molibdênio para NAND excederá 1 bilhão de dólares e, acompanhando a migração para DRAM e chips lógicos, deve chegar a cerca de 2 bilhões de dólares por ano até 2030.

Na distribuição de benefícios, Lam Research será a primeira beneficiada, com TEL (Tokyo Electron) logo atrás; AMAT (Applied Materials), ASMI e a fabricante chinesa Naura colherão frutos principalmente com a transformação posterior em DRAM e chips lógicos. SemiAnalysis informou que o cálculo detalhado no nível de segmento já está incluído em seu modelo de equipamentos de front-end (WFE).