Ентузіаст виготовив оперативну пам’ять в сараї

Канал Dr. Semiconductor довів: RAM можна зробити без мільярдних фабрик — достатньо сараю, терпіння і глибоких знань з фізики напівпровідників

Поки ціни на оперативну пам’ять б’ють рекорди через бум штучного інтелекту, один інженер вирішив не чекати — і побудував власне виробництво. Буквально у себе на подвір’ї.

Ринок оперативної пам’яті контролюють лише три компанії — Micron, Samsung і SK Hynix. Будівництво нового заводу з виробництва чипів коштує мільярди доларів і займає роки. Це означає, що нова пропозиція не може з’явитись швидко, а ціни залишаються високими.

Автор перетворив звичайний сарай на задньому дворі на чистову кімнату класу 100 і виготовив з нуля повний набір інструментів для виробництва напівпровідників. Результат — перша в світі оперативна пам’ять, зроблена вдома.

Пристрій побудований за архітектурою DRAM: масив 5×4 комірок, де кожна точка перетину має транзистор і конденсатор. Транзистор працює як вимикач, конденсатор — як мініатюрна батарейка, що зберігає один біт інформації.

Процес нагадує приготування багатошарового бутерброду — шар за шаром:

• Кремнієва пластина спочатку нагрівається до 1 100°C (температура лавового потоку) — щоб “заіржавити” поверхню і виростити захисний шар скла товщиною 330 нанометрів. Далі наноситься фоторезист — світлочутлива плівка — і за допомогою UV-випромінювання через маску на неї переноситься малюнок майбутньої схеми. Після хімічного проявлення зайвий матеріал видаляється — і ми отримуємо точний рисунок у масштабі менше мікрона.
• Щоб сформувати провідні зони транзистора (стік і витік), у кремній вводять фосфор — самостійно синтезований у домашніх умовах. Тонкий оксидний шар товщиною лише 20 нанометрів формує затвор транзистора. Нарешті напилюється алюміній через трафарет — для формування електричних контактів.

Вимірювання на аналізаторі параметрів напівпровідників підтвердили: транзистор діє як перемикач, конденсатор накопичує заряд до 12,3 пФ — майже точно відповідно до теоретичного розрахунку. Одна комірка пам’яті заряджається до 3 В за кілька сотень наносекунд.

Є нюанс: домашня RAM утримує заряд лише близько 2 мілісекунд проти 64+ мс у комерційних чипів, тому потребує частішого оновлення. Крім того, через ефект “пробою каналу” пристрій краще працює при нижчих напругах. Але це не критично для доведення самого принципу.

Наразі виготовлено лише кілька комірок — щоб довести, що технологія працює. Наступний крок — з’єднати їх у повноцінний масив і підключити до комп’ютера. Doom поки не запустити — але початок покладено.

Запис Ентузіаст виготовив оперативну пам’ять в сараї спершу з'явиться на ProstoMob.