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SK海力士1c DRAM, 用上6层EUV

在第六代DRAM的研发中,美光、三星电子和SK海力士呈现出截然不同的技术路线。

SK海力士正计划利用EUV技术开发下一代DRAM技术,以实现更高的产量和性能。看来 SK 海力士对三星最近在 1c DRAM 方面的举措更加重视,因为这家韩国公司预计将率先将该技术提升至六层 EUV 层,从而树立新的市场标准。此举预计将增强该公司的消费级和 HBM 解决方案,更重要的是,使其能够向下一代 DRAM 技术迈进,而下一代 DRAM 技术很可能会采用高数值孔径 EUV 技术。

对于不熟悉 EUV 的人来说,使用 EUV 通常是一个复杂的过程,因为其 13.5 纳米波长针对的是极其复杂的电路,需要用更少的多重曝光步骤来打印更精细的特征。传统的 DRAM 技术通常混合使用 EUV 和 DUV 层,但现在,SK 海力士计划将 1c DRAM 完全切换到六层 EUV 层,从而使公司能够生产出良率更高、性能更佳的产品,当然,利润率也会更高。

有趣的是,1c DRAM 目前尚未应用于任何传统的消费级内存解决方案,但 SK 海力士正在探索其他方案,我们很可能会见到容量更大的 DDR5 RAM。目前对 EUV 的投入是这家制造商的长期策略,因为随着 1d 和 0a DRAM 等下一代产品的发展,该公司计划将 EUV 融入到这些技术中,最终使 SK 海力士能够集成这家韩国巨头目前正在研发的高数值孔径 EUV 技术。

EUV 集成技术使 SK 海力士能够推出密度更高、速度更快、功耗更低的 DDR5 和更高容量的 HBM 堆栈,并提升良率。鉴于 1c DRAM 预计将以 HBM4 占据主导地位,业内预计未来性能将大幅提升。

据悉,在第六代DRAM的研发中,美光、三星电子和SK海力士呈现出截然不同的技术路线。美光采取“有限EUV”策略,仅在关键层使用极紫外光刻技术,其余工序依赖成熟的氟化氩浸没式(ArFi)设备和多重图案化工艺。其核心逻辑是通过最小化先进设备的投入,利用现有产线加速量产进程。而三星电子作为EUV技术的最早采用者(2020年起),已在D1c制程中引入超过五层EUV工艺,并持续扩大应用范围。

这种分化源于对技术风险与量产效率的不同权衡。美光认为当前EUV的稳定性不足,且设备购置与维护成本过高,尤其是在半导体市场周期性波动的背景下,轻资产策略更有利于快速响应需求变化。而三星和SK海力士则押注EUV的长期技术红利,希望通过高密度制程实现性能突破,巩固高端市场地位。

美光的保守策略可能带来短期量产优势。ArFi设备经过多年迭代,工艺成熟度较高,且无需应对EUV特有的技术挑战(如光刻胶灵敏度、掩模缺陷控制等)。这使得美光能够快速完成从原型到量产的过渡,尤其适合满足中端市场的需求爆发。然而,多重图案化技术需要重复光刻和蚀刻步骤,导致生产步骤增加约30%-50%,显著推升复杂度和缺陷率。行业分析指出,当EUV应用超过三层时,传统工艺的良率劣势将加速显现。

三星和SK海力士的EUV密集路线则面临前期高投入的阵痛。三星为稳定EUV工艺,不仅配置了超过30台EUV设备(全球最大规模),还成立专项工作组,由前英特尔专家李尚勋主导光刻胶材料研发和光源优化。其内部数据显示,通过改进掩模保护膜和缺陷检测算法,近期EUV层良率已提升至85%以上。SK海力士则采取渐进式扩张,通过与美国应用材料公司合作开发混合式光刻方案,试图平衡成本与性能。

三家公司的技术选择将深刻影响未来存储市场的竞争格局。美光的策略更适合中低密度DRAM市场,例如消费电子和边缘计算设备,其快速量产能力可抓住物联网、车载芯片等新兴领域的增量需求。但若高端服务器和AI芯片市场持续扩张(这类场景需要更高带宽和能效),三星和SK海力士的高EUV方案可能占据制高点。

值得注意的是,EUV的规模化应用存在“学习曲线效应”。三星通过五年以上的技术积累,已建立覆盖光刻胶、掩模、检测设备的全链条优化体系。例如,其新型碳基光刻胶可将曝光速度提升40%,而动态剂量调节技术能补偿晶圆表面的反射率差异。这些Know-how短期内难以被竞争对手复制。SK海力士则通过模块化工艺设计,将EUV层集中在特定功能区域(如存储单元阵列),降低整体工艺复杂度。

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