这类DRAM，成为新研究方向

据业内人士透露，三星电子和SK海力士正在加速开发下一代三维（3D）动态随机存取存储器（DRAM），两家公司都计划在今年年底前完成并测试垂直结构“4F² DRAM”的早期原型。

4F² DRAM架构突破了传统平面DRAM的局限，采用垂直堆叠方式，克服了现有结构的微型化限制。该设计有望提升性能、数据传输速率和能效。三星电子和SK海力士均将4F² DRAM定位为迈向成熟的3D DRAM技术的过渡阶段。

DRAM 以称为单元（或称“存储单元”）的单位存储信息，每个单元的面积通常用 F² 表示。迄今为止的标准架构是 6F² 单元，它包含三条垂直位线和两条水平字线。4F² 架构将位线和字线都减少到两条，同时将晶体管（每个 DRAM 单元内的功能开关）垂直放置，从而提高密度并缩小芯片尺寸。

据报道，两家韩国芯片制造商正在加快开发可实际运行的4F² DRAM原型。“在全面开展3D DRAM开发之前，这两家公司计划在年内完成并验证能够实际运行的4F² DRAM原型，”一位半导体行业消息人士表示。“一旦确认商业可行性，他们打算在此基础上推进3D DRAM的研发。”

相比之下，据称总部位于美国的 Micron Technology 公司完全跳过了 4F² DRAM，而是选择直接进入 3D DRAM 开发领域。

面对平面DRAM微缩带来的日益严峻的挑战，三星电子和SK海力士一直在寻求架构替代方案。随着电路线宽的缩小，集成密度增加，从而提升性能和能效。目前，三星、SK海力士和美光都在使用基于10纳米级工艺节点的DRAM产品展开竞争。迄今为止最先进的产品是第六代（1c）DRAM。然而，尝试将工艺尺寸缩小到10纳米以下，导致技术复杂性和制造成本大幅上升，因此人们普遍认识到DRAM架构亟需变革。

为了应对这一挑战，存储芯片制造商正转向垂直结构设计，以突破平面缩放的极限，进一步提升性能。三星预计将在其第七代（1D）10纳米级产品之后推出4F² DRAM，而SK海力士则可能在下一代产品中推出其4F²系列产品。如果研发进展顺利，垂直结构的DRAM有望在未来三年内实现量产。预计4F² DRAM的性能将比现有型号提升近50%。

架构转型预计也将重塑制造工艺、材料和设备要求。三星电子和SK海力士正与包括美国应用材料公司在内的全球半导体设备制造商合作，共同开发4F² DRAM制造所需的先进工艺。鉴于更高的技术要求，两家公司不仅专注于产品开发，还致力于建立稳定且可扩展的制造基础设施。

“平面DRAM小型化成本高昂，亟需提升性能，”浦项科技大学（POSTECH）半导体工程教授李炳勋表示，“目前来看，向垂直DRAM架构转型是唯一可行的前进方向。然而，鉴于结构变革的规模，研发和制造工艺都将面临相当大的挑战。”

（来源：编译自business）

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