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中國CXMT宣佈年內推出“4F²”架構,與現有DRAM有何不同?

[비즈한국] 中國儲存晶片企業長鑫儲存(CXMT)近日宣佈計劃在年內推出採用下一代DRAM結構的伺服器產品,這引發了市場對三星電子和SK海力士技術競爭力的關注。此前,中國企業提出了要先於韓國企業實現該技術的商用化計劃。

然而,應用新技術的產品的釋出與實現穩定的規模化量產是兩碼事。即便改變單元結構以提升整合度,若要確保實際效能和成本競爭力,必須實現生產良率的穩定,並順利透過客戶的質量驗證。雖然CXMT的公告可以被視為技術追趕的訊號,但目前將其直接解讀為與韓國企業技術差距的縮小還為時尚早。

中國儲存晶片企業長鑫儲存(CXMT)預告年內將推出應用下一代DRAM結構“4F²”的伺服器產品,引發了與韓國儲存企業技術競爭的關注。圖為位於中國安徽省合肥市的CXMT全景。圖片來源=新華社/韓聯社

4F²,被稱為突破微縮化極限的替代方案?

CXMT執行長曹克為在10日於中國上海舉行的第四屆積體電路與芯粒(Chiplet)大會上表示,將於今年年底前推出採用4F²(4F-square)結構的伺服器專用DDR5記憶體模組(RDIMM)。RDIMM是用於資料中心伺服器的產品,要求具備高穩定性和相容性。這被解讀為此前專注於消費類記憶體的CXMT,正試圖將業務領域擴充套件至伺服器市場。

4F²是一項旨在縮小DRAM資料儲存單元面積的技術。如果將目前廣泛使用的6F²結構的單元面積縮小至4F²,從理論上講,面積可縮減約33%。現有的DRAM採用的是將構成單元的電晶體水平放置的結構。這意味著在相同大小的半導體中可以儲存更多資料,或者製造出同容量但體積更小的晶片。

這與縮小半導體電路線寬的微縮化工藝路徑不同,由於微縮化工藝越深入,提升整合度的難度就越大,因此該技術作為克服這一難題的替代方案備受矚目。

中國半導體企業長鑫儲存(CXMT)生產的基於DDR5和LPDDR5X的DRAM產品。圖片來源=CXMT

關鍵在於將電晶體放入狹小空間的方式。與現有的平面單元結構不同,4F²透過垂直放置電晶體來提高空間利用率。CXMT解釋稱,已透過自主研發的“垂直環繞柵極(VSG)”電晶體實現了這一目標。該結構透過柵極環繞垂直的溝道來控制電流流動並抑制漏電流。據公司說明,為此也重新設計了現有的製造工藝。

即便如此,單純縮小單元面積並不能保證產品競爭力。在狹小的空間內,必須精確控制電流並保持資料留存特性。只有在確認實際執行速度、功耗效率以及生產良率後,才能判斷該新技術的量產競爭力。

先於三星、SK商用,這真的可能嗎?

韓國企業也在開發4F²作為下一代DRAM技術。三星電子技術長(CTO)兼社長宋在赫在本月14日的半導體大戰(SEDEX 2026)現場被問及相關技術開發情況時回應稱:“是的,我們正在努力進行。”業界推測,三星電子正致力於將基於垂直溝道電晶體(VCT)的4F²結構應用於“D0a”製程。

SK海力士去年也公佈了在10奈米(nm)以下DRAM中應用4F²垂直柵極(VG)和晶圓鍵合(Wafer Bonding)的技術路線圖。

證券界估算,以量產時間為準,三星電子與CXMT在DRAM製程上的差距約為5至7年。KB證券指出,採用4F²結構產品的商業需求和市場尚未形成明確規模。分析認為,只有在驗證了效能、良率、成本競爭力、客戶認證以及大規模量產能力後,才能判斷其真正的市場競爭力。

如果CXMT能按計劃在今年年底釋出產品,其時間表將領先於預計在2028年前後實現商用化的三星電子。

三星電子和SK海力士也在開發透過縮小單元面積來提升整合度的下一代DRAM技術“4F²”。在CXMT預告年內推出產品的情況下,實際量產良率和成本競爭力的確保被視為技術競爭的關鍵。圖片來源=Bizhankook DB

CXMT稱,自2016年成立以來一直致力於研究4F²結構,並已公開了約300項相關專利組合。不過,公司並未公佈此次新產品的具體容量、處理速度、生產規模及客戶名單。要評估其實際量產時間和供應能力,仍需更多資訊。

縮小單元面積能降低成本嗎?

業界分析認為,由於美國對華出口管制導致難以獲得極紫外(EUV)光刻裝置,CXMT試圖透過改變單元結構來提升整合度。在微縮化受限的情況下,這是一種透過結構創新進行彌補的策略。據瞭解,CXMT一直以來透過在沒有EUV的情況下,重複多次光刻和圖形化處理的方式來實現電路。

問題在於製程難度和製造成本。若要精確實現垂直結構,工藝控制將變得複雜,初期良率可能會降低。重複圖形化的方式也會增加製程時間和成本。即使透過縮小單元面積提高了產量,如果不良率較高,也難以降低單晶片成本。儘管韓國企業也在開發相關技術,但分析認為,實際應用到量產時必須綜合考慮工藝經濟性和市場需求。

在CXMT公告發布後的13日,三星電子和SK海力士股價分別暴跌了7.39%和10.09%。市場反應如此敏感,是因為對技術本身的擔憂之外,還疊加了對追趕速度和產能的擔憂。

這被解讀為不僅是對技術追趕的警惕,還有中國企業供應擴大可能性的影響。預計到年底,CXMT的DRAM晶圓產能將增加至每月35萬片。據市場調研機構TrendForce資料,CXMT今年第二季度在全球DRAM市場的銷售額佔有率已升至9.5%,位居全球第四。今年7月在上海證交所上市也拓寬了資金籌集渠道。在外界對AI需求帶動的儲存行業繁榮能否持續存在疑問的情況下,來自中國的供應擴大可能性進一步凸顯了市場擔憂。

截至15日收盤,三星電子收報21萬韓元,SK海力士收報125.8萬韓元。

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。
강은경 기자

기술과 산업을 취재하고 씁니다.

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