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1x nm时代 DRAM产业挑战不断

导读: 随着美光把南亚科技纳入囊中,DRAM内存产业基本上只有三星、SK Hynix及美光三家在玩了。目前三大厂商的主力制程工艺已经进入20nm,其中三星的进度最快,他们2015年3月份量产了20nm工艺,但现在正在修改工艺,已经完成了1x nm工艺的的量产验证工作。

OFweek电子工程网讯 随着美光把南亚科技纳入囊中,DRAM内存产业基本上只有三星、SK Hynix及美光三家在玩了。目前三大厂商的主力制程工艺已经进入20nm,其中三星的进度最快,他们2015年3月份量产了20nm工艺,但现在正在修改工艺,已经完成了1x nm工艺的的量产验证工作。

在DRAM内存市场上,三星不仅产能、份额最高,技术是最领先的,他们已经率先进入了1x nm工艺。

这听起来是一件非常疯狂的事情,因为在大多数工程师看来DRAM的工艺将会止步于20nm左右。然而三星似乎想将DRAM的工艺延伸的更远。SK Hynix和美光也有着类似的计划。

未来,这些厂商希望在1x nm节点之后能够继续推进两到三代的工艺,然后停留在1x nm上,即便如此这一过程也可能耗费十多年的时间。

但是,将工艺延伸到20nm以下并不是一件简单的事情。因为要实现1x nm的目标,三星等厂商就必须推出一些创新的技术。这其中就包括全新的空气隔离技术以及创新的分布方案。但是就目前的情况来看,这些厂商在某些步骤上还依然在使用193nm的光刻技术。

三星的首席工程师J.M.Park表示,“三星已经为18nm开发了全新的技术,这些低成本并具有可靠性的方案,将能够持续推进18nm 及以下工艺的进步。”从目前三星在DRAM市场的情况来看,这些在逐渐成为事实。

1x nm时代 DRAM产业挑战不断

除了这些创新的技术,发展DRAM工艺还需要投入大量的资金。根据Pacific Crest Securities的数据显示,要实现先进技术的DRAM工艺每月10000 wafer的产量,需要投入6亿美元的成本。而同等工艺的NAND只需要4.5亿美元。

DRAM是什么?

RAM(Random Access Memory随机存储器)是指通过指令可以随机地、个别地对每个存储单元进行访问、访问所需时间基本固定、且与存储单元地址无关的可以读写的存储器。几乎所有的计算机系统和智能电子产品中,都是采用RAM作为主存。

在系统内部,RAM是仅次于CPU的最重要的器件之一。它们之间的关系,就如人的大脑中思维与记忆的关系一样,实际上是密不可分的。但在计算机内部,它们却是完全独立的器件,沿着各自的道路向前发展。

DRAM(Dynamic RAM)即动态RAM,是RAM家族中最大的成员,通常所讲的RAM即指DRAM. DRAM由晶体管和小电容存储单元组成。每个存储单元都有一小的蚀刻晶体管,这个晶体管通过小电容的电荷保持存储状态,即“开”和“关”。电容类似于小充电电池。它可以用电压充电以代表1,放电后代表0,但是被充电的电容会因放电而丢掉电荷,所以它们必须由一新电荷持续地“刷新”。

与CPU等芯片相比,DRAM内存在20nm节点之后也放缓了速度,线宽减少越来越困难,40nm工艺的DRAM内存芯片线宽减少约为5-10nm,20nm工艺的线宽减少就只有2-3nm了,更先进的工艺减少线宽就更困难了。

在20nm以下,DRAM工艺预计将经过两到三次的技术迭代,可以称之为1x nm,1y nm,1z nm。“其中,1x nm位于16nm和19nm之间,1y nm则定义为14nm到16nm,1z nm则是12nm到14nm。”应用材料的总经理Er-Xuan Ping在谈到DRAM工艺时表示。

但是从目前的情况来看,1y nm是有可能实现的,1z nm还是无法确定的。从目前的技术情况来看,实现1z nm还是非常遥远的事情。

“在1x(18nm)、1y(17nm)及1z(16nm)工艺之后,DRAM内存制造工艺还会减小到1a、1b、1c、1d等”,三星电子DS设备解决方案部门的经理Jung Eun-seung称三星需要开发与现有材料不同的、新的半导体材料,还要提高制程工艺的稳定性以便能大规模量产。

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责任编辑:Trista
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