Gần đây, cộng đồng phần cứng toàn cầu đã chấn động bởi một đoạn video chưa đầy hai mươi phút. Tác phẩm mang tên "Making RAM at home" được đăng bởi YouTuber Dr. Semiconductor. Khác với những phòng thí nghiệm hàng tỷ đô la, bối cảnh chỉ là một nhà kho ngoài vườn được cải tạo thành phòng sạch, với các thiết bị chắp vá và phiến silicon lấp lánh dưới kính hiển vi.
Đoạn phim thu hút hơn một triệu lượt xem, đánh dấu lần đầu tiên một cá nhân chế tạo thành công ô nhớ RAM trong môi trường phi công nghiệp.
Nguồn cơn của dự án táo bạo này xuất phát từ giá bộ nhớ quá đắt đỏ. Bước vào năm 2026, sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo đẩy nhu cầu bộ nhớ băng thông cao (HBM) lên mức kỷ lục. Các ông lớn như Samsung, SK Hynix và Micron buộc phải ưu tiên sản lượng cho HBM để tối ưu hóa lợi nhuận.
Thực trạng này khiến công suất tấm wafer DRAM dành cho HBM chiếm tới 23%, trực tiếp bóp nghẹt nguồn cung bộ nhớ DDR5 thông thường. Hậu quả là giá của RAM 32GB DDR5 tăng đến mức chóng mặt.
Tuy nhiên, Dr. Semiconductor không hề ảo tưởng về việc tự mình giải cứu thị trường. Thành quả hiện tại của anh là mảng thử nghiệm gồm 20 ô nhớ. Dung lượng này kém hàng chục tỷ lần so với RAM trong máy tính cá nhân hiện đại. Dù vậy, đây vẫn là một cột mốc phi thường bởi việc chế tạo RAM từ con số không là thách thức kỹ thuật cực đại.
Về lý thuyết, một ô nhớ DRAM hoạt động dựa trên cấu trúc "1T1C" - gồm một bóng bán dẫn đóng vai trò công tắc và một tụ điện lưu trữ điện tích biểu diễn bit 0 và 1. Nguyên lý nghe có vẻ đơn giản, nhưng việc thực thi ở cấp độ vi mô lại hoàn toàn khác. Các dây chuyền thương mại nay đã đạt tiến trình dưới hai mươi nanomet, với điện dung mức femtofarad. Để làm được điều đó, các nhà máy trị giá hàng chục tỷ đô la phải dùng máy quang khắc siêu chính xác.
Dr. Semiconductor chọn hướng đi thực tế hơn. Thiết bị của anh hoạt động ở thang đo micromet, điện dung khoảng 12 picofarad, lớn hơn hàng ngàn lần so với DRAM thương mại. Mật độ linh kiện chỉ tương đương công nghệ đầu thập niên 1970.
Để đạt thành quả này, tiến trình chế tạo chia làm ba giai đoạn nghiêm ngặt. Ban đầu, phiến silicon được cắt và làm sạch tuyệt đối. Kế tiếp là giai đoạn tạo hình cốt lõi, nơi anh đưa silicon vào lò nung tự chế tạo lớp oxit dày 330 nanomet, phủ màng cản quang và dùng kỹ thuật phơi sáng tia cực tím khắc hoa văn mặt nạ. Bước thứ hai là chế tạo bóng bán dẫn - công đoạn khó nhất.
Việc tạo cực nguồn và cực máng đòi hỏi các bước ăn mòn và pha tạp hóa chất chính xác đến từng mili giây. Sau hàng chục lần thất bại, anh mới tìm ra thông số chuẩn xác. Cuối cùng, ở giai đoạn kim loại hóa, nhôm được phun lên chip thông qua mặt nạ vi mô để hoàn thiện kết nối, cho ra đời 20 ô nhớ có khả năng đọc ghi điện tích.
Sự thành công của dự án còn nhờ quá trình chuẩn bị hạ tầng kỹ lưỡng. Từ tháng 3 năm 2026, anh đã tự xây phòng sạch chuẩn Class 100 trong nhà kho bằng hệ thống lọc HEPA và quạt áp suất dương, đủ để đáp ứng quy trình micromet.
Những nỗ lực của Dr. Semiconductor gợi nhớ đến Sam Zeloof, kỹ sư trẻ người Mỹ từng tự làm chip "Z1" và "Z2" trong gara từ năm 2018 đến 2021. Nếu Zeloof tập trung vào mạch logic, thì dự án DRAM của nhà sáng tạo người Anh đặt ra thách thức hoàn toàn khác.
DRAM đòi hỏi tính đồng nhất tuyệt đối và chất lượng tụ điện hoàn hảo, bởi bất kỳ sự rò rỉ điện tích nào cũng đồng nghĩa với việc mất dữ liệu. Do đó, thành tựu này được giới chuyên môn đánh giá là mảnh ghép bổ sung hoàn hảo cho di sản mà Zeloof để lại.
Mặc dù chưa ai kỳ vọng một đế chế bán dẫn mới mọc lên từ nhà kho, nhưng những gì Dr. Semiconductor làm được đã truyền nguồn cảm hứng to lớn. Nó chứng minh rằng với kiến thức và kỹ năng thực hành, ranh giới của ngành công nghiệp độc quyền hàng chục tỷ đô la hoàn toàn có thể bị phá vỡ bởi những cá nhân đam mê công nghệ. Hành trình của anh chưa dừng lại, và người hâm mộ đang mong chờ những mảng bộ nhớ quy mô lớn hơn ra đời trong tương lai.
Tham khảo: Zhihu
Đức Khương
