虽然手机SoC对于半导体工艺制程要求较高,目前不少已经进入了5nm,但对于DRAM内存芯片来说,对于制程工艺的追求却要慢很多。不过,现在三星和SK海力士正积极推进EUV工艺在DRAM生产当中的应用。
EUV是一种波长为13.5纳米极紫外线光源,其波长大约是今天广泛使用的DUV深紫外光源的十分之一,因此能够在半导体晶圆上刻画出更加精细的电路。由于简化了半导体制造工艺,EUV能够将制造精细电路所需的光刻工艺可近减少一半,并大幅提高生产率。目前7nm以下的半导体制造必须依赖于EUV光刻机才能够实现。
据三星电子的一位发言人此前向《电子时报》透露,使用EUV的1a工艺,生产效率是基于12英寸晶圆的1x工艺的两倍。
然而,EUV光刻机造价昂贵,单台超过1亿欧元,所需投资巨大,同时EUV光刻技术也有很高的技术壁垒。因此,三星电子的EUV DRAM商业化决定不可谓不大胆。在今年3月将该技术应用于10nm级(1x)进程的DRAM之后,三星已具备将该技术应用于其第三代1z进程DRAM的能力。
据了解,三星的EUV DRAM是基于其第三代10nm级(1z)工艺的16Gb LPDDR5 DRAM开发的全新移动DRAM产品,传输速度达到6400 Mb/sis,比目前大多数旗舰智能手机的12Gb LPDDR5(5500 Mb/s)快16%。而当该DRAM被制成16GB封装时,能够在一秒钟内处理51.2GB大小的文件,相当于10部全高清电影(5GB)。
三星电子的下一个目标是将该技术应用到下一代产品——第四代10nm级(1a)流程上的DRAM上。公司副董事长金基南(Kim Ki-nam)在今年3月举行的股东大会上表示,该公司计划开发第四代10nm级DRAM和第七代V-NAND内存,并计划在明年某个时候量产第四代10nm级DRAM。
除了三星之外,另一家DRAM大厂——SK海力士也已在加速推进其基于1a工艺的EUV DRAM产品量产计划。
据韩媒报道称,SK海力士旗下未来技术研究所专门成立了一个EUV光刻工作小组,正在研究EUV光刻所需的必要技术,如光刻、蚀刻和掩模制造,目标是将EUV工艺应用于明年初的1a dram生产,同时为在2022年完成1b EUV DRAM的开发制定了路线图。
据ETNews预计,SK海力士将在其下一代DRAM的生产基地M16芯片厂批量生产EUV DRAM,目前已经在园区内安装了两台EUV光刻机。一旦M16工厂的建设按计划在今年年底完成,SK海力士将开始在M16工厂建造与EUV光刻相关的必要设施和设备。
专家预测,SK海力士将像三星电子一样,在DUV光刻机难以实现的层级上应用EUV工艺。另有一些说法称,SK海力士已经确保了可观的EUV DRAM产量水平。
目前,三星电子、SK海力士和美光科技占据全球DRAM市场约94%的份额,而三星电子和SK海力士约占74%的份额。而在这三家公司中,也仅有美光尚未在其产品中引入EUV技术,据悉正寻求用其现有的光刻技术尽可能满足需求。
ETNews认为,三星电子和海力士正寻求通过自己的EUV DRAM技术实现差异化,这可能会导致市场的寡头垄断结构发生变化,而这种情况本不可能改变。EUV DRAM将进一步扩大韩国半导体企业与中国半导体企业之间的差距。
根据韩国进出口银行关于中国半导体行业现状和预测的报告,认为当前韩国与中国的DRAM技术存在5年的差距。报告还指出,由于EUV设备的昂贵成本和有限的供应能力,韩国公司将有可能在与中国公司的竞争中确立更大的优势。
编辑:芯智讯-林子 来源:科创板日报