YouTuber 示範在家自製 RAM
土炮無塵室成功生產 DRAM 過程全曝光
【大癲 ... 😱】隨著 AI 浪潮席捲全球，記憶體需求激增導致價格隨之水漲船高。面對 Micron、Samsung、SK Hynix 三巨頭的壟斷局面，YouTube 頻道《Dr. Semiconductor》示範了如何自製記憶體晶片。他在家中後院搭建了一間「Class 100」等級的土炮無塵室，並成功製作出能實際運作的 DRAM。
這是一個從零開始的半導體工程。DRAM 的核心構造其實是由成千上萬個微小的單元組成，每個單元包含一個電晶體（Transistor）與一個電容（Capacitor）。電晶體扮演開關的角色，而電容則像微型電池，用來儲存代表二進制數據（0 或 1）的電荷。
《Dr. Semiconductor》首先在後院搭建了一間「Class 100」等級的土炮無塵室。由於晶片製作過程中只要有一粒灰塵就會毀掉整個電路，他使用的曝光機與半導體測試儀，都是被大學淘汰下來的二手舊設備。
首先，他需要進行晶圓處理，將矽片切割成適合作業的小塊。經過嚴格的溶劑清潔後，再將矽片放入高達 1,100°C 的爐子中加熱，使其表面長出一層綠色的二氧化矽（玻璃層），作為保護光罩。
然後，將處理後的矽片進行光刻。他使用光阻劑與自製的顯微鏡曝光系統，將電路的設計圖縮小並轉移到矽片上。
之後，需要進行摻雜（Doping）程序，透過加入磷元素來改變矽的導電性，從而形成電晶體的源極（Source）與汲極（Drain）。
最後，晶片需要進行金屬化沉積，利用濺鍍系統（Sputter system）噴塗鋁原子，以形成電學接觸與閘極。
在完成製作後，他使用專業的半導體參數分析儀進行測試。每個儲存單元（Cell）約為微米（Micron）級別，而電晶體的閘極長度（Gate length）則小於 1 微米。
測試結果顯示，他所製作的 DRAM 單元能夠在短短幾百納秒內將電容充電至 3V，並且通過實測證明能夠實際運作。
可是，這顆自製 DRAM 的技術水平與商業產品仍有差距。其保存數據時間實在太短：商業級 DRAM 至少能保存電荷 64 毫秒以上，而這款自製 DRAM 僅能維持約 2 毫秒。不過，這對於在後院實驗室完成的製程來說已是巨大的突破。
此外，這顆自製 DRAM 只有 5x4 的儲存單元陣列，容量僅有 20 bits。由於一個位元只能儲存一個「0」或「1」，因此 20 bits 的容量甚至不足以儲存一個中文字或一個複雜的指令。
《Dr. Semiconductor》表示，這次實驗證明了「在家造晶片」並非天方夜譚。他的下一個目標是將這些單元拼接成更大規模的陣列，最終嘗試將其連接至 PC 上使用。
資料來源:
此内容由惯性聚合(RSS阅读器)自动聚合整理，仅供阅读参考。 原文来自 — 版权归原作者所有。