群众所知的是,DRAM存储器商场及先进的工艺集中度很高,当时被少量几家厂商把握,据我国闪存商场ChinaFlashMarket发布的多个方面数据显现,2019年,在全球DRAM内存商场,三星独占46%的商场占有率,海力士占29%,美光占到的商场为21%。
在DRAM内存的春风一波波袭来时,工艺迭代、产品迭代及产能操控,成了DRAM存储器厂商进步盈余才能的要点。而为了更好的进步出产效益及拉大比赛距离,DRAM存储大厂已竞相推动下一代工艺技能。
关于DRAM存储器制程工艺,现在先进的DRAM器材均在18nm-15nm区间徜徉,开展缓慢,总是无法做出打破。三星作为内存龙头一向致力于推动DRAM制程开展,从上一年起就有音讯传出将在DRAM制程中引入EUV(极紫外光刻)技能。
自上一年开端,有音讯称SK海力士现已向荷兰ASML下单购买EUV光刻机设备,并有意使用于DRAM制程,可是SK海力士官方并无承认。现在SK海力士最先进的DRAM产品为第三代10nm级(1Z)DRAM,且该产品较上一代1Y产品出产功率进步了约27%,无需极紫外光技能即可出产。
美光在三家中对EUV技能的情绪最为保存,有音讯称,美光推延了EUV的导入,或许推延至1γnm技能之后,详细什么时刻不确定。现在,美光大规划出产的制程为1Znm工艺,下一代微细化工艺技能被命名为1α、1β和1γnm。
日前,三星宣告现已成功出货了100万个依据EUV技能的10nm级(D1X)DDR4模块。此外,三星还表明,从第四代10nm级(D1α)或更先进的14nm级DRAM存储器开端,三星会将EUV技能全面使用在下一代DRAM产品中。估计将从2021年开端批量出产依据D1α的DDR5和LPDDR5,将使12英寸晶圆的出产功率进步一倍。
实际上,EUV减少了多重图形制造中的重复过程,并进步了图画的分辨率,然后进步了功能、产值并缩短了开发时刻。除了晶圆代工逻辑工艺选用EUV成为趋势,包含台积电、三星在7nm开端选用EUV技能后,三星方案扩展使用至DRAM工艺。
此前有音讯称,三星斥资33.8亿美元向ASML收购20台EUV光刻机,不只用于7/5nm等逻辑工艺,还用在DRAM内存芯片出产上。
作为全球首家在DRAM内存上引入EUV技能的大厂,三星早在2019年11月便已选用EUV技能出产1Z nm的DRAM内存。不过,据知情人士泄漏,三星在初期的用量不大,在华城17产线与晶圆代工事业部同享EUV设备的方法来进行,然后平泽工厂也会发动EUV技能量产DRAM内存,显现三星DRAM正式走向EUV技能。
2019年第4季度,在DRAM跌入低谷时,三星成为唯一在DRAM事务上扭亏为盈的主力厂商,原因便是经过向1Y工艺过渡,降低了出产所带来的本钱。2020年,DRAM主力厂商将逐步从1Y向1Z过渡。依据三星测算,1Z纳米DRAM不必EUV设备的情况下,也比现在1Y纳米DRAM产能进步20%。
三星的1Z纳米工艺归于第三代10nm级工艺,但这不代表10nm工艺。现在10nm工艺主要被分为1Xnm、1Ynm、1Znm等,这是由于DRAM在进步小于20nm的制程变得十分困难,所以DRAM内存工艺的线宽目标不再那么准确;而1Xnm工艺相当于16nm-19nm,1Ynm工艺相当于14nm-16nm,1Znm工艺大概是12nm-14nm等级,在这之后还有1α、1β及1γ工艺。
在三星率先将EUV技能导入1Z纳米DRAM后,别的两大DRAM存储器厂商——海力士和美光,也泄漏将考虑评价选用EUV技能,业界预期将或许在1α纳米或1β纳米代代开端导入。
据悉,SK海力士在韩国利川市新建的DRAM出产工厂中,研制内含EUV技能的DRAM存储器出产技能。更有音讯称,SK海力士现已向ASML下单购买EUV光刻设备,并有意使用于DRAM制程工艺,不过海力士官方对此并没承认。现在SK海力士最先进的DRAM产品为第三代10nm级(1Z)DRAM,较上一代1Y产品出产功率进步了约27%,无需EUV技能就可出产。
三星积极地导入EUV技能,海力士也在跟进,美光的动作好像略显保存。此前美光在2018年曾提过,即便到了1α及1β工艺节点,也没有用EUV技能的必要性,不过后来美光情绪呈现改变,并表明从进入1Z纳米之后将会继续评价用EUV技能的DRAM本钱效益,不扫除在适宜时刻点导入EUV设备。有音讯称,美光推延了EUV的导入,或许推延至1γnm技能后,详细什么时刻暂时不确定。
跟着上亿美元的EUV设备导入,意味着10nm DRAM工艺比赛升温,也将极大进步DRAM先进工艺范畴的准入门槛。在DRAM存储器厂商连续进军1Znm工艺,并布局引入EUV光刻机技能后,对国内DRAM存储器工业必然会形成必定影响。
现在,国内DRAM内存范畴排名榜首的本乡厂商长鑫存储,用的是10G1工艺出产DRAM内存,也便是10nm级榜首代工艺,更切当地说是19nm工艺,跟三星比较在技能上落后了两三代。但从长鑫存储的规划图得知,下一代将推出第二代10G3(17nm)技能,方案在2021年完结对17nm工艺技能的研制,即国产1Xnm工艺将在2021年完结,与世界干流DRAM厂商比较也是有着多达5年的距离。
与逻辑制程工艺的途径类似,DRAM的物理极限约为10nm左右。从2016年起,DRAM厂商开端用1Xnm节点制不断迫临物理极限。现在三星现已推动1Znm工艺,后续进入1anm工艺将愈加困难。业内人士表明,跟着后续工艺难度的加大,或许将很难保持一年一个工艺的进展,是国内厂商追逐世界一流存储器大厂,在工艺上缩小距离的好时机。