第07版:半导体
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存储芯片厂商开启新一轮工艺竞争
AMD看好AI长期增长机会
英特尔疯狂建新厂
 
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存储芯片厂商开启新一轮工艺竞争

本报记者 许子皓
 

近日,三星、SK海力士等DRAM厂商争相爆出有关第五代1bDRAM的最新研发进展,新一代产品在数据处理速度、功耗等方面都有了显著改善,在移动设备、智能车辆、数据中心,以及人工智能等领域的应用将更加广泛。英特尔、英伟达、AMD等厂商开始了新一轮的订购,存储厂商也将1bDRAM视为改善业绩的关键产品。同时,存储厂商也相继开始了对下一代工艺节点1c的研发。有消息说,三星将跳过1bDRAM,直接研发1cDRAM。面向当前的1b竞争与未来的1c竞争,存储厂商已经在暗中较劲。

1bDRAM研发

如火如荼

一直以来,各大内存厂商将上一代DRAM芯片按照1X、1Y、1Z进行工艺区分,1Xnm工艺相当于16~19nm制程,1Ynm相当于14~16nm制程,1Znm工艺相当于12~14nm制程。而新一代的1a、1b和1c则分别代表14~12nm、12~10nm以及10nm及以下制程。

SK海力士重点发力存储产品的运行速度。据悉,SK海力士已开始与英特尔一起验证其最新的Gen 5(1b)10nm服务器DDR5 DRAM,后续可与英特尔至强可扩展平台服务器处理器搭配使用。

SK海力士表示,其最新的DDR5 DRAM速度可达6.4Gbps,与DDR5初期样品4.8Gbps相比,提高了33%。并声称该产品是市场上最快的DDR5芯片,在芯片上应用了高k金属栅极,采用EUV光刻技术,10nm制程,与Gen4(1a)相比,功耗降低了20%、处理速度提高14%。

SK海力士副社长、DRAM研发负责人金锺焕表示,预计存储器市况将自2023年下半年得到改善,SK海力士将以量产1b等业界最高水准的DRAM竞争力为基础,加速改善2023年下半年业绩,并于2024年上半年将最先进1b制程扩大到LPDDR5T、高带宽存储器HBM3E等领域。

三星则一如既往地强调研发和技术领先性,宣布其采用12nm级工艺技术的16GB DDR5 DRAM已开始量产,并在最近与AMD完成了兼容性测试。三星表示,这款产品是业界最先进的高性能且低能耗的DDR5 DRAM。

据悉,该产品所取得的技术突破同样是采用了新的高介电(high-k)材料来增加电池电容,以及改进关键电路特性的专利设计技术来实现的。结合先进的多层EUV光刻技术,这款产品拥有三星最高的DDR5 Die密度,可使晶圆生产率提高20%,功耗有望降低约23%,最高支持7.2Gbps的运行速度,这意味着它可以在一秒钟内处理两部30GB超高清电影。为了抢占逐渐扩大的DDR5市场,三星计划从2023年开始批量生产,并向数据中心和人工智能等领域客户供货。

在存储三巨头中,美光在1bDRAM的推出时间上占得先机,已经向智能手机制造商和芯片组的合作伙伴运送样品,还将在LPDDR5X内存上采用新的工艺技术,提供最高8.5Gbps速率。据了解,美光的1b工艺相当于15nm制程。美光称,新工艺节点的能效提高约15%,位密度提高了35%以上,每颗芯片提供16GB容量。

1cDRAM成为

下半场竞争关键

虽然1b相比1a工艺在密度、性能、能效方面都有一定提升,但相比下一代工艺1c仍存在局限性。艾媒咨询CEO兼首席分析师张毅向《中国电子报》记者表示,相较于1a工艺节点,1b工艺节点的提升主要体现在功耗和性能方面。1bDRAM能够提供更低的功耗和更高的性能,同时也能够更好地适应新一代处理器的需求。然而,1bDRAM与1cDRAM相比,还存在一定的局限性,无法支持更高的容量和更快的速度。

“1cDRAM确实有很大的潜力,但在实际应用中,需要考虑成本和技术难度,以及技术层级的迭代。”张毅说道。

因此,业界认为1c工艺是DRAM接下来的竞争关键。赛迪顾问集成电路高级分析师杨俊刚认为,1bDRAM产品主要受存储市场萎靡影响,市场空间相对有限。预计存储市场在2023年年底或2024年上半年开始反弹,按照DRAM市场技术迭代速度,市场复苏刚好迎来1cDRAM产品推出时间,所以1cDRAM产品将成为市场复苏后各家竞争的关键。

三星近期放出的消息也从侧面印证了这一观点。为了扩大与竞争对手的技术差距,三星已经要求其研究人员停止或跳过1bDRAM的研发,新的目标是在今年6月前完成11nm的第六代1cDRAM的开发。

半导体行业专家张先扬表示,因为SK海力士和美光已经量产1bDRAM,三星在研发1bDRAM的时候受到过阻碍,这让三星压力倍增。三星一直提倡在技术上领先对方,为更好地拉开与SK海力士和美光之间的差距,跳过研发阶段将有利于三星在下一阶段领先于竞争对手。

这也不是三星第一次选择跳过研发阶段了,此前三星就放弃了28nmDRAM的大规模生产,专注于生产25nmDRAM。

张毅对三星的做法表示赞同:“1cDRAM具有更高的竞争力和更好的市场前景,1bDRAM已经被SK海力士和美光抢占了市场,三星选择跳过也是为了避免与他们直接竞争。从长远来看,三星的决策可能是明智的,因为1cDRAM是下一代的主流产品。但对于三星而言,1cDRAM的技术成熟度与成本问题,都会影响客户的决策。”

目前来看,三星、SK海力士和美光都有在1cDRAM份额争夺战中拔得头筹的机会。三星在研发方面一直处于领先地位,SK海力士具有强大的生产能力和技术实力,而美光则具有独特的技术和设计优势,产品迭代形成技术稳定性。目前三家的研发进度都比较接近,未来的走势还需要时间的检验。

 
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