La industria de la memoria sigue buscando soluciones para superar los límites físicos de la DRAM tradicional, y Kioxia ha presentado un avance relevante en este ámbito. La compañía japonesa ha mostrado una nueva generación de transistores de canal de óxido altamente apilables, una tecnología pensada para hacer viable la DRAM 3D de alta densidad y bajo consumo, con aplicaciones directas en servidores de IA, centros de datos y dispositivos IoT.
El desarrollo fue presentado durante el IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) celebrado en San Francisco, uno de los principales foros técnicos del sector de los semiconductores. En un contexto marcado por el auge de la IA, la demanda de memorias de gran capacidad y consumo energético reducido se ha convertido en una prioridad para el sector.
Los límites de la DRAM convencional y la necesidad del apilado 3D
La DRAM plana se acerca a sus límites físicos debido al escalado extremo del tamaño de las celdas de memoria. A medida que aumenta la capacidad, también crecen el coste de fabricación y el consumo energético, especialmente por el mayor consumo de refresco necesario para mantener los datos.
El enfoque tradicional, basado en canales de silicio monocristalino, se vuelve cada vez más complejo y caro cuando se intenta llevar a estructuras apiladas en 3D. Por este motivo, el sector investiga nuevas arquitecturas que permitan aumentar la densidad sin penalizar de forma severa ni el consumo ni los costes.
OCTRAM y transistores de canal de óxido
En este contexto, Kioxia lleva varios años trabajando en su tecnología OCTRAM (Oxide-Semiconductor Channel Transistor DRAM). A diferencia de la DRAM convencional, OCTRAM emplea transistores verticales fabricados con semiconductores de óxido, lo que abre la puerta a estructuras apilables en múltiples capas.
En su última demostración, la compañía ha validado el funcionamiento de transistores apilados en ocho capas, un paso clave para la viabilidad real de la DRAM 3D. La nueva arquitectura combina capas maduras de óxido de silicio y nitruro de silicio, sustituyendo regiones concretas por un semiconductor de óxido InGaZnO, lo que permite formar transistores horizontales apilados verticalmente.
Además, Kioxia ha introducido una nueva estructura de celda de memoria 3D capaz de escalar el pitch vertical, un aspecto crítico para aumentar la densidad sin disparar los costes de fabricación.
Menor consumo gracias al off-current ultrabajo
Uno de los aspectos más relevantes del avance es la reducción del consumo energético. Los semiconductores de óxido presentan un off-current extremadamente bajo, lo que permite reducir de forma significativa la energía necesaria para el refresco de la DRAM.
Según los datos presentados, los transistores alcanzan un on-current superior a 30 μA junto a un off-current inferior a 1 aA (10⁻¹⁸ A), cifras especialmente atractivas para memorias de gran capacidad destinadas a IA y centros de datos. La compañía también ha confirmado la operación correcta de los transistores dentro de una estructura apilada de ocho capas, validando la solidez del diseño.
Un paso más hacia la DRAM 3D comercial
Aunque la tecnología aún se encuentra en fase de investigación y desarrollo, Kioxia considera que estos procesos y estructuras pueden superar los principales obstáculos de coste y consumo asociados a la DRAM 3D. El objetivo final es llevar este tipo de memoria a aplicaciones reales, donde la combinación de alta densidad, bajo consumo y escalabilidad será clave para la próxima generación de sistemas de IA y computación avanzada.
Vía: TechPowerUp
