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長鑫存儲推進4F² DRAM架構,引發全球記憶體產業對技術路線與成本競爭的重新評估。美光科技 (Micron Technology) (MU-US) 近期明確表態,經過長期研究與原型驗證後,仍決定延續既有的6F²架構,未來再朝3D DRAM發展。美光認為,4F²雖然在理論上能縮小記憶體單元面積,但電容間距、製程複雜度與量產成本等因素,可能抵銷其密度優勢,長期微縮也面臨物理限制。
長鑫存儲 (CXMT) 總裁曹堪宇10月10日透露,公司計畫在今年底前推出採用4F²架構的新一代DDR5 RDIMM伺服器記憶體。相較目前主流的6F²架構,4F²的理論記憶體單元面積可減少約三分之一,長鑫則預期新架構能縮小晶片面積約30%,提高單片晶圓可生產的晶片數量,進而提升位元密度並降低單位成本。
不過,產品推出並不代表已經具備大規模量產能力。4F²的技術價值仍取決於製程整合、良率、產能爬升及客戶認證,能否把理論上的面積優勢轉化為實際成本競爭力,仍有待驗證。
美光總裁暨技術與產品長Scott DeBoer於10月21日主持技術與產品線上研討會時,針對市場關注的4F²架構作出回應。他表示,美光並非沒有研究過這條技術路線,公司經過數十年評估,也曾製作相關原型,但最終認為,現階段繼續發展6F²,並在適當時機轉向3D DRAM,比投入4F²更具吸引力。
美光的主要考量在於,DRAM的位元密度不只由電晶體所占面積決定,電容器的尺寸與間距同樣是關鍵。即使電晶體結構由6F²縮小至4F²,如果電容間距無法同步縮減,整體記憶體單元的面積仍可能受到限制,理論上的密度提升便不一定能完全實現。
此外,4F²架構涉及垂直通道電晶體 (VCAT) 等技術,製程可能需要更複雜的原子層沉積 (ALD) 與選擇性磊晶等步驟。美光認為,隨著製程節點持續微縮,這些額外的製造要求可能推高成本,侵蝕晶片面積縮小所帶來的經濟效益。DeBoer也指出,4F²並非無法製造,而是進一步微縮時存在根本性限制,未必能成為可長期延伸的技術路線。
瑞銀分析師Timothy Arcuri團隊在會後報告中也提到,垂直通道電晶體的後續微縮路徑,是評估4F²前景的重要因素。若相關結構缺乏持續縮小間距的可行方案,再加上製程複雜度上升,即使初期能達成較高密度,也未必能長期維持成本優勢。德意志銀行分析師Melissa Weathers則指出,美光已對4F²進行數十年研究並開發原型,最後仍選擇不採用,反映這並非單純的研發進度差異,而是對長期技術經濟效益的判斷。
美光選擇延續6F²,也不代表其他記憶體大廠會採取相同策略。三星電子 (Samsung Electronics) 仍被市場視為可能導入4F²架構的業者之一。瑞銀研究指出,三星可能考慮在未來的0a奈米節點採用4F²,以緩解電容器高深寬比帶來的製程壓力。相關規畫顯示,三星預計2027年推進1d奈米節點的6F²量產,並可能在2028年底前導入0a奈米節點的4F²架構;實際進度仍取決於技術研發與量產驗證。
SK海力士 (SK hynix) 同樣被列為持續探索4F²技術的主要記憶體業者。這使全球記憶體產業逐漸形成不同的技術布局:長鑫積極推進4F²,希望藉由縮小記憶體單元面積提高密度;三星與SK海力士仍在評估相關架構的發展潛力;美光則選擇延長6F²的技術生命週期,將長期重心放在3D DRAM及其他製程創新。
美光的路線並非只押注單一技術。公司規畫持續推進既有DRAM製程微縮,並搭配晶圓鍵合、新材料及先進微影技術,延長平面DRAM的發展空間。美光預計下一代1δ製程於2027年下半年在美國愛達荷州波夕廠進入量產,該節點相較前一代的位元密度提升幅度預計達到20%中段區間。後續1ε節點則將延續6F²路線,並導入晶圓鍵合技術。
長期而言,美光希望透過3D DRAM改變記憶體密度的提升方式,不再只依賴平面方向縮小電路,而是將記憶體結構向垂直方向堆疊,以突破傳統微縮限制。公司已規畫後續3D DRAM技術世代,但尚未公布明確的商業量產時間。美光表示,是否導入新架構,仍須視密度、製造複雜度與成本效益是否達到可行門檻而定。
瑞銀將美光的策略解讀為平行推進不同技術路線,與公司過去評估是否導入極紫外光 (EUV) 微影技術的決策方式相似。若3D DRAM最終成為產業主流,沉積與蝕刻設備供應商可能從新製程需求中受惠;但實際受惠程度仍取決於技術導入時程與設備需求。
除DRAM單元架構外,美光也在研討會中強調,人工智慧帶動的記憶體需求已不限於訓練用途的高頻寬記憶體 (HBM),還涵蓋AI推論、邊緣運算與自動駕駛等市場。公司布局包括LPDDR6、DDR6、SOCAMM,以及容量達1TB的大容量RDIMM,試圖擴大在不同AI運算場景中的產品覆蓋。
在先進封裝方面,美光將混合鍵結視為未來16層及更高堆疊規格HBM的重要技術之一,並與晶圓代工廠合作開發垂直高頻寬記憶體 (vHBM),將記憶體直接垂直堆疊於運算核心上方。這類設計的目標是縮短記憶體與運算單元之間的距離,提升頻寬並改善系統整合效率。
美光同時展示超過400層的Gen11 NAND技術藍圖,瞄準AI工作負載對高每秒輸入輸出操作次數 (IOPS) 與高頻寬儲存的需求。從DRAM微縮、3D堆疊、HBM封裝到NAND儲存,美光的技術布局顯示,AI時代的記憶體競爭已不只是比較單一位元的製造成本,而是逐步延伸至容量、頻寬、能耗、封裝與運算架構的整體整合。
分析師對長鑫4F²的短期影響則相對審慎。野村證券認為,在2028年以前,4F²與3D DRAM都不太可能對記憶體市場產生實質影響,並預估長鑫4F²要到2027年至2028年才可能實現量產。中信證券也指出,相關技術仍處於早期驗證階段,後續良率、產量及客戶認證都需要觀察,因此對中期產業格局的影響仍有限。
長鑫在HBM領域的布局也仍處於起步階段,短期內能否充分受惠於AI帶動的高溢價記憶體需求,仍有不確定性。若其產品組合主要集中在通用DRAM,當市場價格漲幅放緩時,獲利表現可能更容易受到供需變化影響。
TrendForce數據顯示,通用DRAM合約價格漲幅已開始收斂,2026年第一季季增幅為93%至98%,第三季降至13%至18%,第四季預估進一步放緩至10%至15%。這意味著,即使AI需求仍為記憶體市場提供支撐,廠商仍須面對價格漲幅變化、產能配置及產品組合等多重考驗。
長鑫4F²的進展與美光不跟進的決定,反映全球記憶體產業正走向不同技術路線並行的競爭格局。4F²若能克服良率、製程與成本挑戰,可能為長鑫帶來提高密度及擴大產出的機會;美光則押注6F²延伸微縮與3D DRAM的長期潛力。最終哪條路線具備更好的經濟效益,仍須由量產表現、客戶採用程度及實際每位元成本決定。
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