[비즈한국] 中国存储芯片企业长鑫存储(CXMT)近日宣布计划在年内推出采用下一代DRAM结构的服务器产品,这引发了市场对三星电子和SK海力士技术竞争力的关注。此前,中国企业提出了要先于韩国企业实现该技术的商用化计划。
然而,应用新技术的产品的发布与实现稳定的规模化量产是两码事。即便改变单元结构以提升集成度,若要确保实际性能和成本竞争力,必须实现生产良率的稳定,并顺利通过客户的质量验证。虽然CXMT的公告可以被视为技术追赶的信号,但目前将其直接解读为与韩国企业技术差距的缩小还为时尚早。

4F²,被称为突破微缩化极限的替代方案?
CXMT首席执行官曹克为在10日于中国上海举行的第四届集成电路与芯粒(Chiplet)大会上表示,将于今年年底前推出采用4F²(4F-square)结构的服务器专用DDR5内存模组(RDIMM)。RDIMM是用于数据中心服务器的产品,要求具备高稳定性和兼容性。这被解读为此前专注于消费类内存的CXMT,正试图将业务领域扩展至服务器市场。
4F²是一项旨在缩小DRAM数据存储单元面积的技术。如果将目前广泛使用的6F²结构的单元面积缩小至4F²,从理论上讲,面积可缩减约33%。现有的DRAM采用的是将构成单元的晶体管水平放置的结构。这意味着在相同大小的半导体中可以存储更多数据,或者制造出同容量但体积更小的芯片。
这与缩小半导体电路线宽的微缩化工艺路径不同,由于微缩化工艺越深入,提升集成度的难度就越大,因此该技术作为克服这一难题的替代方案备受瞩目。

关键在于将晶体管放入狭小空间的方式。与现有的平面单元结构不同,4F²通过垂直放置晶体管来提高空间利用率。CXMT解释称,已通过自主研发的“垂直环绕栅极(VSG)”晶体管实现了这一目标。该结构通过栅极环绕垂直的沟道来控制电流流动并抑制漏电流。据公司说明,为此也重新设计了现有的制造工艺。
即便如此,单纯缩小单元面积并不能保证产品竞争力。在狭小的空间内,必须精确控制电流并保持数据留存特性。只有在确认实际运行速度、功耗效率以及生产良率后,才能判断该新技术的量产竞争力。
先于三星、SK商用,这真的可能吗?
韩国企业也在开发4F²作为下一代DRAM技术。三星电子首席技术官(CTO)兼社长宋在赫在本月14日的半导体大战(SEDEX 2026)现场被问及相关技术开发情况时回应称:“是的,我们正在努力进行。”业界推测,三星电子正致力于将基于垂直沟道晶体管(VCT)的4F²结构应用于“D0a”制程。
SK海力士去年也公布了在10纳米(nm)以下DRAM中应用4F²垂直栅极(VG)和晶圆键合(Wafer Bonding)的技术路线图。
证券界估算,以量产时间为准,三星电子与CXMT在DRAM制程上的差距约为5至7年。KB证券指出,采用4F²结构产品的商业需求和市场尚未形成明确规模。分析认为,只有在验证了性能、良率、成本竞争力、客户认证以及大规模量产能力后,才能判断其真正的市场竞争力。
如果CXMT能按计划在今年年底发布产品,其时间表将领先于预计在2028年前后实现商用化的三星电子。

CXMT称,自2016年成立以来一直致力于研究4F²结构,并已公开了约300项相关专利组合。不过,公司并未公布此次新产品的具体容量、处理速度、生产规模及客户名单。要评估其实际量产时间和供应能力,仍需更多信息。
缩小单元面积能降低成本吗?
业界分析认为,由于美国对华出口管制导致难以获得极紫外(EUV)光刻设备,CXMT试图通过改变单元结构来提升集成度。在微缩化受限的情况下,这是一种通过结构创新进行弥补的策略。据了解,CXMT一直以来通过在没有EUV的情况下,重复多次光刻和图形化处理的方式来实现电路。
问题在于制程难度和制造成本。若要精确实现垂直结构,工艺控制将变得复杂,初期良率可能会降低。重复图形化的方式也会增加制程时间和成本。即使通过缩小单元面积提高了产量,如果不良率较高,也难以降低单芯片成本。尽管韩国企业也在开发相关技术,但分析认为,实际应用到量产时必须综合考虑工艺经济性和市场需求。
在CXMT公告发布后的13日,三星电子和SK海力士股价分别暴跌了7.39%和10.09%。市场反应如此敏感,是因为对技术本身的担忧之外,还叠加了对追赶速度和产能的担忧。
这被解读为不仅是对技术追赶的警惕,还有中国企业供应扩大可能性的影响。预计到年底,CXMT的DRAM晶圆产能将增加至每月35万片。据市场调研机构TrendForce数据,CXMT今年第二季度在全球DRAM市场的销售额占有率已升至9.5%,位居全球第四。今年7月在上海证交所上市也拓宽了资金筹集渠道。在外界对AI需求带动的存储行业繁荣能否持续存在疑问的情况下,来自中国的供应扩大可能性进一步凸显了市场担忧。
截至15日收盘,三星电子收报21万韩元,SK海力士收报125.8万韩元。