中国长鑫存储成功将高k材料应用于DRAM量产，逐步逼近三星和海力士
中国长鑫存储技术（CXMT）作为DRAM行业的后起之秀，正迅速缩小与市场领导者的技术差距。据报道，该公司已成功将其最新DRAM产品在量产中应用了高k介电材料——这种材料曾被视为主要领先存储制造商的专属领域。
作为回应，三星电子和海力士正在加速开发4F²和3D DRAM等下一代架构，以维持其技术领先优势。
TechInsights高级副总裁郑东哲（Jeongdong Choi）在27日的存储行业趋势网络研讨会中讨论了
先进DRAM技术开发的最新路线图。TechInsights是一家专注于半导体研究和分析的公司。
中国开始全面采用高性能高k材料，迅速追赶行业领导者
全球DRAM市场传统上由"三巨头"主导：韩国的三星电子和海力士，以及美国的美光。这些公司通过商业化12nm级DRAM和高带宽存储器（HBM）来扩大高价值AI存储产品的出货量。
然而，中国企业正在快速追赶。目前中国最大的DRAM制造商长鑫存储已成功商业化基于其G4（即16nm级）工艺的DDR5和LPDDR5产品。
最近，长鑫存储还开始在DRAM晶体管中使用此前主要由领先存储制造商采用的
先进材料。
"关键点在于，我们的分析显示长鑫存储已成功将其G4工艺和LPDDR5X产品引入高k金属栅极（HKMG）技术，"郑东哲表示。
高k材料用于电路间防止漏电流的绝缘层。由于它们能在相同电压下存储更多电荷，因此比传统的二氧化硅（SiO₂）栅极介质能实现更激进的器件缩放。三星电子、海力士和美光大约在四五年前开始采用这些材料。
长鑫存储也在推进其HBM技术。据报道，该公司已使用其G3（即18nm级）DRAM工艺进入HBM第三代HBM2E的风险生产阶段。同时，它还基于G4工艺提供HBM3样品。
"长鑫存储仍落后于领先厂商大约两代，但它继续推进HBM路线图，向更高性能的存储解决方案发展，"郑东哲表示。"其G5（即15nm级）DRAM工艺也在开发中。"
DRAM三巨头追求向4F²和3D DRAM的技术转型
三星电子、海力士和美光正通过开发低于10nm节点的下一代DRAM（称为D0a）来维持技术优势。特别是，从根本上改变传统DRAM单元结构的4F²和3D DRAM，正成为最有可能的候选技术。
"根据我们当前的评估，三星电子和海力士更有可能追求4F² DRAM，"郑东哲表示。"另一方面，美光似乎更有可能直接转向3D DRAM。"
4F² DRAM是一种下一代架构，它将存储单元（用于存储数据的最小单元）的方向从传统的平面排列改为垂直结构。
"F²"表示相对于制造工艺最小特征尺寸F的存储单元占用面积。
传统DRAM通常采用6F²单元架构。缩小单元面积可提高DRAM密度，从而提升数据处理能力和功率效率。这就是行业日益关注4F²结构的原因。
与此同时，3D DRAM通过将传统水平集成的单元垂直排列——要么竖起位线，要么竖起字线——来实现。位线和字线是用于操作每个存储单元内晶体管的互连结构。
采用3D DRAM架构，可以在相同占地面积内容纳更多单元，同时增加晶体管间的间距，从而减少干扰。
然而，3D DRAM被认为比4F²技术复杂得多，因为它需要引入新材料、键合技术和其它复杂的工艺创新。
"3D DRAM仍是一项极具挑战性的技术，如果在D0a代商业化，将引入大量的工艺复杂性和良率问题，"郑东哲表示。"因此，4F² DRAM正成为D0a代更实际的候选技术。"