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研究了二十年,美光说4F² DRAM是个神话

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研究了二十年的技术,被自家CTO一句话判了死刑。美光在周三的活动上明确表态:4F² DRAM不再进入未来的产品路线图。


这个决定之所以扎眼,是因为4F²一直被当成DRAM行业的"圣杯"之一。按理论计算,4F²存储单元的占地面积比传统6F²设计小约33%,在相同面积里能塞进更多存储单元。美光自己就是这项技术的发明者。

"美光发明了4F² DRAM,"美光总裁兼首席技术与产品官斯科特·德博尔(Scott DeBoer)在活动上说,"这二十年来,4F² DRAM一直是一个选项,我们评估过,但因为复杂度和成本的增加而没有采用。"

理论优势为什么不等于实际密度

德博尔给出的核心理由是:决定DRAM位密度的不是晶体管的名义面积,而是电容的间距和尺寸。

"重要的是理解电容间距、电容尺寸和维度,这才是决定DRAM位密度的东西,而不是6F²、4F²还是8F²,"他说,"从我们过去二十年对这项技术的研究来看,4F²相比6F²能带来什么,某种程度上是个神话。"

他的解释是,无论晶体管怎么设计,最终都得塞在电容间距之下。只缩小晶体管面积,并不能保证整体单元尺寸同步缩小——晶体管需要配一个电容。美光还认为,4F²会引入额外的制造步骤和复杂度,成本上去了,收益却不够。

德博尔甚至用了"烟雾弹"来形容这场关于6F²与4F²的讨论。

和三星、SK海力士走岔了路

值得注意的是,三星和SK海力士的路线图里仍然保留着4F²存储单元。美光这一退,等于把自己放到了和同行不同的轨道上。

这也不是美光第一次这么干。几年前,它就推迟了把EUV光刻引入制造流程,与竞争对手的做法相反,但在成本和性能上仍保住了竞争力。所以跳过4F²,并不算完全出人意料。

德博尔承认4F²在技术上可行,美光自己也造过实验器件。"往回退几个节点,4F²绝对可以造出来,毫无疑问,"他说,"它更复杂、更贵,但你能做。可当我们看4F²在今天的水平之上继续微缩时,那就是物理问题了。"

他的判断是:4F²在某个点之后没有可持续的微缩路径,最终接棒的会是3D DRAM,而不是4F²。

美光的替代方案

不换晶体管架构,美光打算继续把传统6F² DRAM做下去,靠降低电容间距和推进制程来提升位密度。

  • 先进光刻、新材料和晶圆键合,被认为能让平面DRAM的微缩再延续几代
  • 即将到来的1δ制程计划于2027年下半年量产,相比上一代位密度提升20%出头
  • 未来的DRAM世代计划采用High-NA EUV光刻

长期看,美光的首选答案是3D DRAM——把存储单元垂直堆叠,而不是只靠横向尺寸的缩小。公司已经在开发多代3D DRAM生产节点,但没有披露商业化量产的时间。德博尔只说,当3D DRAM在密度、制造复杂度和成本上达到合适的组合时,美光就会转过去。

一边是三星和SK海力士路线图上的4F²,一边是美光押注的6F²延伸加3D DRAM。同一道题,两种解法,谁的成本账算得更准,要等量产数据说话。

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