電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）近日消息，三星電子已經(jīng)成功產(chǎn)出全球首個(gè)10納米以下制程的DRAM工程裸晶（Working Die）。這一里程碑式的成果，標(biāo)志著DRAM制造工藝首次正式邁入個(gè)位數(shù)納米時(shí)代，其實(shí)際電路線寬據(jù)估算僅為9.5至9.7納米，徹底打破了長(zhǎng)期困擾行業(yè)的“10納米魔咒”。

所謂“工程裸晶”，是指在研發(fā)階段從晶圓上切割下來(lái)后，能夠按設(shè)計(jì)正常運(yùn)行的芯片。它的成功產(chǎn)出，意味著三星在10a工藝上的設(shè)計(jì)與制造流程已實(shí)現(xiàn)基本一致性，為后續(xù)的良率提升、可靠性驗(yàn)證乃至最終量產(chǎn)鋪平了道路。根據(jù)三星的規(guī)劃，公司將在2026年完成10a DRAM的開(kāi)發(fā)，2027年進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量測(cè)試，并目標(biāo)在2028年將其導(dǎo)入量產(chǎn)生產(chǎn)線。

10a是什么？在三星等廠商的命名體系里，工藝進(jìn)入10 - 19納米區(qū)間后，因物理微縮難度增大，實(shí)際線寬縮小幅度變小，行業(yè)便采用10納米級(jí)概念。該工藝按1x、1y、1z、1a、1b、1c、1d順序迭代，前六代實(shí)際線寬多在10納米以上，1d作為第七代是“極限優(yōu)化版”，線寬在10nm左右。而第八代10a緊跟其后，首次將實(shí)際電路線寬縮小到10納米之下。

三星的突破性技術(shù)：4F2架構(gòu)與VCT

三星此次能夠率先捅破10納米的窗戶紙，并非依賴于單一技術(shù)的改進(jìn)，而是一場(chǎng)涉及架構(gòu)、結(jié)構(gòu)和材料的系統(tǒng)性革新。

首先是4F2單元架構(gòu)。長(zhǎng)期以來(lái)，DRAM行業(yè)普遍采用6F2（3F×2F）的矩形單元布局，其中“F”代表工藝的最小特征尺寸。然而，隨著制程不斷微縮，這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)已逼近物理極限。三星的10a工藝則大膽地將單元面積壓縮至4F2（2F×2F）的正方形結(jié)構(gòu)。這一變革的意義非凡，理論上，在同等大小的芯片上，4F2架構(gòu)能比6F2架構(gòu)多集成30%至50%的存儲(chǔ)單元，直接轉(zhuǎn)化為更高的存儲(chǔ)容量、更快的數(shù)據(jù)吞吐速度和更低的運(yùn)行功耗。

實(shí)現(xiàn)這一高密度架構(gòu)的關(guān)鍵，在于垂直通道晶體管（VCT）技術(shù)。在傳統(tǒng)DRAM中，晶體管和電容器是水平并列排布的，當(dāng)單元面積不斷縮小時(shí)，元件便面臨“無(wú)處安放”的窘境。VCT技術(shù)通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，將電荷存儲(chǔ)電容器直接堆疊在晶體管的上方，從二維平面布局轉(zhuǎn)向了三維立體布局。這不僅極大地節(jié)省了占地面積，還有效緩解了晶體管微縮時(shí)常見(jiàn)的短溝道效應(yīng)，確保了器件的可靠性。

為了支撐上述架構(gòu)變革，三星在材料和集成工藝上也進(jìn)行了大膽嘗試。為了在縮小的單元中有效抑制漏電流并確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定保持，三星將晶體管的溝道材料從傳統(tǒng)的硅（Si）替換為銦鎵鋅氧化物（IGZO）。此外，為了進(jìn)一步榨干空間，三星采用了“單元下外圍電路”（PUC）方案。該方案將負(fù)責(zé)控制和讀寫(xiě)的復(fù)雜外圍電路單獨(dú)制造在另一片晶圓上，再通過(guò)先進(jìn)的晶圓對(duì)晶圓混合鍵合技術(shù)，將其無(wú)縫連接到存儲(chǔ)單元陣列的下方，實(shí)現(xiàn)了空間利用的最大化。

行業(yè)競(jìng)逐：SK海力士、美光與中國(guó)廠商的路線選擇

三星的率先突圍，無(wú)疑給其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手帶來(lái)了巨大壓力，而其他幾家廠商的策略有所不同。

作為韓國(guó)另一大存儲(chǔ)巨頭，SK海力士的技術(shù)路線與三星高度相似，但節(jié)奏上稍顯滯后。業(yè)界消息顯示，SK海力士計(jì)劃在下一代10b節(jié)點(diǎn)，而非10a節(jié)點(diǎn)，引入4F2架構(gòu)和VCT技術(shù)。這意味著在10a這一代，三星將擁有顯著的技術(shù)代差優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，SK海力士也面臨著如何高效制造PUC架構(gòu)中外圍電路的挑戰(zhàn)，是需要自建產(chǎn)能還是尋求代工合作，將是其后續(xù)決策的關(guān)鍵。

相比之下，美國(guó)廠商美光科技（Micron）則顯得更為保守。面對(duì)平面微縮帶來(lái)的巨大技術(shù)挑戰(zhàn)和成本投入，美光選擇了一條更為穩(wěn)健的路徑，即盡可能延長(zhǎng)現(xiàn)有6F2架構(gòu)的使用壽命，暫不急于跟進(jìn)4F2和VCT技術(shù)。這種策略可以幫助美光規(guī)避技術(shù)變革初期的風(fēng)險(xiǎn)，但也可能使其在未來(lái)幾代產(chǎn)品的性能競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。

最引人注目的變量來(lái)自中國(guó)DRAM廠商。由于在獲取極紫外光刻（EUV）設(shè)備方面受到限制，中國(guó)廠商難以在三星主導(dǎo)的平面制程微縮賽道上與其正面抗衡。因此，他們選擇了一條“換道超車(chē)”的戰(zhàn)略——直接布局3D DRAM技術(shù)。行業(yè)共識(shí)認(rèn)為，一旦DRAM實(shí)現(xiàn)三維堆疊，便可像NAND閃存一樣，使用相對(duì)成熟的光刻設(shè)備生產(chǎn)出性能先進(jìn)的產(chǎn)品。這不僅是規(guī)避EUV限制的可行方案，更是面向未來(lái)的終極技術(shù)方向。

為何要突破10納米？AI驅(qū)動(dòng)的存儲(chǔ)軍備競(jìng)賽

各大存儲(chǔ)廠商為何不惜重金，爭(zhēng)相突破10納米制程？其核心驅(qū)動(dòng)力來(lái)自人工智能（AI）帶來(lái)的吞噬式需求。

當(dāng)前，全球正掀起一場(chǎng)AI軍備競(jìng)賽，AI服務(wù)器對(duì)高性能存儲(chǔ)的需求呈爆炸式增長(zhǎng)。一臺(tái)AI服務(wù)器的DRAM需求量是普通服務(wù)器的8到10倍，而作為AI算力核心組件的高帶寬內(nèi)存（HBM），其需求量更是翻了數(shù)十倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2026年全球已有超過(guò)53%的內(nèi)存產(chǎn)能被AI數(shù)據(jù)中心所占據(jù)。AI已成為存儲(chǔ)市場(chǎng)最強(qiáng)勁的增長(zhǎng)引擎。

在這一背景下，突破10納米制程具有雙重戰(zhàn)略意義。首先是性能提升。更先進(jìn)的制程意味著更高的存儲(chǔ)密度、更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更低的功耗，這對(duì)于需要處理海量數(shù)據(jù)、進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算的AI訓(xùn)練和推理至關(guān)重要。其次是成本控制。在單位面積的芯片上集成更多的存儲(chǔ)單元，可以有效降低每比特成本，在價(jià)格波動(dòng)劇烈的存儲(chǔ)市場(chǎng)中占據(jù)成本優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于三星而言，此次技術(shù)突破不僅是滿足市場(chǎng)需求，更是為了鞏固其市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。通過(guò)率先定義10納米以下的技術(shù)路線圖，三星旨在將其在DRAM領(lǐng)域的市場(chǎng)壟斷地位，從單純的市占率優(yōu)勢(shì)“焊死”到技術(shù)規(guī)則層面，為未來(lái)5到8年的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)設(shè)定對(duì)自己有利的賽道。

寫(xiě)在最后

三星成功產(chǎn)出10a DRAM工程裸晶，無(wú)疑是DRAM平面微縮技術(shù)的一次重大勝利。它向世界證明，通過(guò)架構(gòu)、結(jié)構(gòu)和材料的協(xié)同創(chuàng)新，傳統(tǒng)平面DRAM的物理極限仍有很大的挖掘空間。

然而，這場(chǎng)勝利也揭示了行業(yè)的未來(lái)走向。三星的規(guī)劃清晰地表明，4F2和VCT技術(shù)將貫穿10a、10b、10c三代工藝，而從10d節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，將全面轉(zhuǎn)向3D DRAM。這等于三星自己也承認(rèn)，3D架構(gòu)才是DRAM技術(shù)的終極發(fā)展方向。

當(dāng)前的存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)格局正變得愈發(fā)清晰：三星正鉚足全力，在平面制程的“終局”里將技術(shù)“卷”到極致，以獲取AI時(shí)代最大的紅利；而以中國(guó)廠商為代表的新興力量，則選擇繞過(guò)傳統(tǒng)壁壘，直接奔向3D DRAM的“終局”。這場(chǎng)技術(shù)路線的戰(zhàn)略分野，或許將重塑未來(lái)全球存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)版圖。三星贏得了當(dāng)下，但未來(lái)，仍有無(wú)限可能。