分析机构曝光三星开发1z纳米EUV制程DRAM规格秘密

韩国三星近期积极将极紫外(EUV)曝光技术应用于采用1z纳米制程的DRAM内存生产,并完成量产。据半导体分析机构《TechInsights》拆解分别采用EUV技术和ArF-i技术的三星1z纳米制程DRAM后,发现EUV技术除了提升三星生产效率,还缩小DRAM的节点设计尺寸,另外还比较三星与美光1z纳米制程DRAM,采用EUV技术的三星DRAM核心尺寸(Cell Size)同样较小。

三星2019年末量产100万颗采用1x纳米制程和EUV技术DRAM之后,紧接着2020年初,三星电子再宣布研发分别使用ArF-i技术和EUV技术的1z纳米制程DRAM。三星已量产的1z纳米制程DRAM,包括8GB DDR4、12GB LPDDR5和16GB LPDDR5等产品分别都升级EUV技术。三星升级采用EUV技术的1z纳米制程DRAM,部分应用于三星Galaxy S21 5G系列手机。Galaxy S21 Ultra的RAM使用12GB LPDDR5内存,S21和S21 手机RAM使用16GB LPDDR5芯片,3款手机于今年1月发布。

据《TechInsights》资料,三星1z纳米制程生产效率比以前1y纳米制程高15%以上。节点设计尺寸(D/R,Design Rule)也从1y纳米制程的17.1纳米,降低到1z纳米制程的15.7纳米,裸晶尺寸也从53.53mm²缩小到43.98mm²,比之前缩小约18 %。比较三星1z纳米制程的DRAM与竞争对手美光1z纳米制程DRAM,没有采用EUV技术的美光DRAM核心尺寸达0.00204μm²,采用EUV技术的三星DRAM核心尺寸只有0.00197μm²。三星1z纳米制程DRAM节点设计尺寸是15.7纳米,美光来到15.9纳米。

当前因为内存产业成本高昂、供需敏感、周期时间变化波动等特性,美光等厂商因成本对EUV技术采用相对保守。美光之前表示,1z纳米制程的DRAM仍继续使用ArF-i技术,暂时不会1α纳米和1β纳米DRAM采用EUV技术。但反观三星,因为是全球内存龙头,对EUV技术较积极,一直发展EUV技术于内存应用,现在更取得领先优势。三星也指出,将在1α纳米、1β纳米等制程DRAM继续使用EUV技术。

因2020年DRAM市场大幅增长,以及《IC Insights》等研究机构对市场乐观预期背景下,包括美光、SK海力士等内存大厂或许会增加新技术、制程投入,同时利用成熟技术的成本优势与三星竞争。未来三星是否能持续领先,有待进一步观察。

(首图来源:三星)