三星内存秘密曝光网络：第四代10nm级工艺实为14nm

动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)是一种半导体存储器，主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特(bit)是1还是0。由于在现实中晶体管会有漏电电流的现象，导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确的判别数据，而导致数据毁损。因此对于DRAM来说，周期性地充电是一个无可避免的要件。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。相对来说，静态存储器(SRAM)只要存入数据后，纵使不刷新也不会丢失记忆。

动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)是一种半导体存储器，主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特(bit)是1还是0。由于在现实中晶体管会有漏电电流的现象，导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确的判别数据，而导致数据毁损。因此对于DRAM来说，周期性地充电是一个无可避免的要件。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。

相对来说，静态存储器(SRAM)只要存入数据后，纵使不刷新也不会丢失记忆。与SRAM相比，DRAM的优势在于结构简单——每一个比特的数据都只需一个电容跟一个晶体管来处理，相比之下在SRAM上一个比特通常需要六个晶体管。正因这缘故，DRAM拥有非常高的密度，单位体积的容量较高因此成本较低。但相反的，DRAM也有访问速度较慢，耗电量较大的缺点。与大部分的随机存取存储器(RAM)一样，由于存在DRAM中的数据会在电力切断以后很快消失，因此它属于一种易失性存储器(volatile memory)设备。

DRAM的电路线宽被业界认定是衡量半导体内存公司技术能力的重要指标，原因是DRAM的电路线宽越窄，功率效率就越高。涉及技术机密情况下，过去DRAM业界传统就是不明确公开产品确切电路线宽。随着DRAM制程技术2016年进入10纳米级制程，DRAM制造商普遍共识避免过去参与相关技术与市场的恶性竞争。进入10纳米级制程后，DRAM制造商要将电路线宽缩小1纳米，就需2~3年研发时间，如此长时间与成本投入，也代表通过技术议题营销的效果并不大。

基于以上因素，过去5~6年，全球DRAM制造商从未确实发布DRAM产品电路线宽数字。这也是DRAM产业普遍将2016年推出的10纳米级制程归类为第一代1x纳米制程，将2018年推出的10纳米级制程归类为第二代1y纳米制程，以及在同一年推出的10纳米级制程归类为第三代1z纳米制程，之后于2021年初问世问世的第四代10纳米级制程，称为1a纳米制程的原因。

与CPU等逻辑芯片直接使用准确的工艺不同，内存芯片在20nm之后就变得模糊了，厂商称之为10nm级工艺，实际上会用1X、1Y、1Znm来替代。

1X、1Y、1Znm到底是什么工艺?三星、SK海力士及美光三大内存巨头之前一直不肯明确，按照业界的分析，大体来说1Xnm工艺相当于16-19nm级别、1Ynm相当于14-16nm，1Znm工艺相当于12-14nm级别。

在1X、1Y、1Znm之后，还会有1αnm、1βnm、1γnm三种工艺，三星今年下半年量产1αnm工艺的内存。

值得一提的是，在最新的公告中，三星也首次明确了1αnm的具体水平，那就是14nm工艺，这还是三家厂商中首个改变内存工艺定义的。

至于三星为什么要打破常规，很有可能跟1αnm内存工艺进度落后有关，今年1月份美光就宣布量产1αnm工艺内存芯片了，三星晚了几个月，现在透明化具体工艺，也有将美光一军的意味，因为三星早前就怀疑美光的1αnm工艺并不是真正的1αnm，就看美光是否接招了。

此前，三星宣布成功出货首批100万个基于极紫外光刻(EVU)技术的10nm级(D1a)DRAM内存模块。基于EUV的DRAM将供给高端PC、移动和企业服务器、数据中心应用。

三星预计明年开始批量生产基于EUV的DDR5和LPDDR5内存芯片。值得一提的是，应用EUV技术的第四代10nm工艺被称为1a，这是在之前三代10nm级工艺用完了传统x、y、z节点代号的情况下做出的决定。

根据三星给出的信息，第三代DDR4 DRAM也就是1z-nm级，相比此前的1y-nm在生产效率上有了20%的提升，更容易满足市场对内存芯片的需求。并且工艺的进步也会带来效能的提升，同样的存储体积下，1z-nm能实现更优的耗电和执行效率。

三星电子预计，采用1z-nm工艺制造的第三代8GB DDR4 DRAM芯片将从2019年下半年开始大规模生产，有望适用于未来2020年生产的下一代服务器和高端PC产品。

当前的内存芯片规格除了PC上主流的DDR4之外，还有DDR5、LPDDR5和GDDR6等等。三星认为在DDR4上成功使用的1z-nm工艺，为拓展到其他规格上打下了基础，今后我们有望在更多的内存产品上见到1z-nm工艺的应用。

2021年DRAM将进入1α工艺DRAM技术节点，而EUV设备是未来DRAM技术发展的关键，因为与氟化氩(ArF)微影技术相比，EUV光源波长从 193nm 直接下降到了 13.5nm，光源的波长越短，在硅基板上雕出来的线宽就越细，有利于让半导体的电路图案越趋微细化，不仅能减少复杂的制造工序，同时提高半导体生产效率。

三星在2020年就首次导入了EUV设备量产16Gb LPDDR5，基于1Znm制程技术，更先进的技术相较于12Gb容量提升了33%，封装的厚度也薄了30%。同时，三星也规划将在2021年大量生产基于第四代10nm级(1α)EUV工艺的16Gb DDR5/LPDDR5。

三星电子已经明确表示会在今年下半年实现量产，成品的8GB DDR4模组也在验证中，目标领域是下一代企业级服务器和2020年的高端PC产品。