随着人工智能(AI)技术的迅猛发展,对算力的需求呈现出爆发式增长,传统的2D DRAM(动态随机存取存储器)制造工艺已逐渐逼近10纳米的物理极限。为打破这一技术瓶颈,全球存储芯片行业的领军企业——三星电子与SK海力士,正就下一代3D DRAM技术展开激烈竞争,力图在AI时代确立内存市场的主导地位。
由于DRAM单元缩小导致电容器容量减少和短路风险增加,行业内已达成共识,从平面缩小转向立体堆叠技术。3D DRAM技术采用类似3D NAND闪存的架构,将存储单元垂直堆叠,从而在保持芯片面积不变的同时,大幅提高存储密度。目前,尽管两大巨头目标相同,但在具体技术路线上,他们却走上了截然不同的道路。

三星电子采取了较为激进的“垂直通道晶体管(VCT)”路线。三星计划率先将 VCT 技术应用于 4F² DRAM 结构中,通过将晶体管沟道垂直排列,使存储单元尺寸较传统结构缩小约 30%,从而在相同面积内集成更多单元。此外,三星还在研发类似 3D NAND 的 VS-CAT(垂直堆叠单元阵列晶体管)技术,并计划将存储单元与控制电路分离在不同晶圆上,通过先进的晶圆对晶圆(W2W)混合键合技术进行连接。根据三星的路线图,公司计划在 2025 年至 2026 年间逐步推进相关技术的内部发布与原型展示,并力争在 2030 年前实现 3D DRAM 的全面商业化量产。
相比之下,SK 海力士则显得更为谨慎与务实。虽然同样瞄准了 4F² 架构与垂直栅极(VG)技术,但 SK 海力士在工艺材料上另辟蹊径,重点研究将氧化铟镓锌(IGZO)作为新一代沟道材料。IGZO 材料具备极低的待机功耗和优异的物理稳定性,能有效改善 DRAM 的刷新特性并解决带宽延迟挑战。在推进速度上,SK 海力士并未盲目激进,而是选择推迟部分新工厂的设备导入计划,稳扎稳打。不过,其技术储备不容小觑,早在 2024 年,SK 海力士就已成功展示了 5 层堆叠的 3D DRAM 原型,并实现了 56.1% 的制造良率,显示出其在 3D 堆叠工艺上的深厚功底。
