三星電子、SK 海力士與中國長鑫存儲(CXMT)正加速推進下一代 DRAM 核心結構 4F² 的商用化,美光科技則以成本與製程複雜度為由,正式放棄導入 4F²,轉向延長 6F² 世代並改採晶圓鍵合與 3D 堆疊。三星以垂直通道電晶體搭配晶圓鍵合應戰,SK 海力士主打 4F² 垂直閘極平台,兩家均瞄準 2027 至 2028 年量產。長鑫存儲則繞開 EUV 管制,計畫年內將伺服器用 DDR5 RDIMM 送交客戶驗證。勝負關鍵預料落在良率與成本,NAND 領域長江儲存在中國市佔已超越三星,追趕態勢明顯。
被視為下一代 DRAM 關鍵門檻的「4F²(4F 平方)」記憶胞結構,讓全球記憶體三強的技術路線正面對撞。三星電子、SK 海力士與中國長鑫存儲(CXMT)正加速推進 4F² 商用化,美光科技則以成本與製程複雜度為由,正式放棄此結構,轉向延長既有 6F² 世代並改走 3D 堆疊。
美光於當地時間 21 日舉行技術線上研討會,公佈涵蓋未來十年記憶體開發路線的多世代藍圖,並明確表態不採用 4F²。發表資料寫道:「研究 4F² 已超過 20 年,但沒有可執行的微縮路徑。」擔任主講的總裁兼技術與產品長(CTPO)Scott DeBoer 更淡化 4F² 的密度優勢,稱其「某種程度上接近神話」。
DRAM 微縮的歷史,本質上就是縮小儲存 1 位元資料的最小單位「記憶胞」底面積的過程。記憶胞面積以最小線路線寬(F)的平方表示,自 2010 年代初期以來,歷經 10 奈米級第六代(1c)製程,十多年間一直維持 6F²(橫 3F×縱 2F)架構。4F² 是將電晶體垂直立起、把底面積壓縮到約三分之一的結構,但必須在向上聳立的電容器之間確保物理間距,是一大難題。
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| 區分 | 4F² 策略 | 主要技術 |
|---|---|---|
| 三星電子 | 前瞻研究約 5 年,推進商用化 | 垂直通道電晶體(VCT)、IGZO、晶圓鍵合 |
| SK 海力士 | 推進 4F² VG 平台 | 垂直閘極(VG)、晶圓鍵合、長期 3D DRAM |
| 長鑫存儲 | 推動 4F² 伺服器 DRAM 提早商用 | 垂直閘極結構、12 吋晶圓級混合鍵合 |
| 美光 | 正式放棄 4F² | 延長 6F²、晶圓鍵合、3D DRAM、垂直 HBM |
三星電子的構想是雙軌並進:一方面精進垂直通道電晶體,同時研究氧化物半導體(IGZO)新材料;另一方面將記憶胞陣列晶圓與周邊電路(peri)晶圓分開製作、上下鍵合,以晶圓鍵合突破電容器的空間限制。SK 海力士則把「4F² VG(垂直閘極)平台」推到最前線。該公司去年公開結合 4F² VG 與晶圓鍵合的研究成果,提出 10 奈米以下製程藍圖,策略是先以 4F² VG 突破高密度、低功耗極限,長期再過渡到 3D DRAM。
中國長鑫存儲的動作也在加快。美國管制極紫外光(EUV)曝光設備,使其線寬微縮受阻,於是全力押注可用舊款氟化氬(ArF)設備縮小晶片面積的 4F² 轉換。該公司採用垂直閘極結構結合 12 吋晶圓級混合鍵合,將周邊邏輯電路與記憶胞陣列分開製作後再進行三維整合,藉此降低對 EUV 設備的依賴,同時把儲存密度拉高 30% 至 50%。長鑫存儲選定伺服器用 DDR5 RDIMM 作為首款 4F² 產品,計畫年內啟動客戶驗證,目前也已推出 LPDDR6 行動產品。




























































































