美光说“不做”的4F²,三星、SK海力士、长鑫都在做
半导体芯闻·2026-10-23 14:57

文章核心观点 - 美光明确表示4F²方案不在其技术规划中,研发重心放在成熟6F²架构及新一代3D DRAM技术上,而三星、SK海力士、长鑫三家在同一时间窗口分别处于确认在研、测试阵列验证、产品预计年底亮相的不同阶段 [1][2] - 4F²与6F²之争实质并非“要不要做”,而是“怎么走到3D DRAM”的路径分歧,业界主流路径为6F²→4F²→3D DRAM,美光选择直接跳过4F²奔向3D DRAM,两种路线终点一致但路径不同 [8][9] - 美光此番表态背后存在市场压力因素,其股价自6月25日历史收盘峰值1,213.56美元跌至10月16日878.84美元,回撤幅度达25%–28%,而公司基本面却处在历史最佳状态 [12] 4F²技术定义与密度优势 - DRAM单元面积以特征尺寸F的平方乘以系数表示,主流6F²单元形状为3F×2F矩形,4F²将系数从6压到4,单元形状改为2F×2F正方形,理论面积缩小约三分之一 [4] - 三星在ISSCC 2026论文中报告,采用4F²垂直沟道晶体管加混合键合方案,在相同设计规则下每片晶圆可产出的裸片数提升20%以上 [7] - 行业研究机构Trend Force等对4F²架构的密度提升估算为30%–50% [7] - 推动厂商转向4F²的根本原因是DRAM平面微缩已逼近物理极限,即使采用最先进制造设备也难以继续缩小单元尺寸,改变单元布局成为新的密度来源 [7] 各厂商4F²进展与路线图 - 长鑫存储总裁曹堪宇在10月9日第四届集成芯片和芯粒大会上介绍公司自研4F²架构与垂直环绕栅(VSG)晶体管,预计年底推出面向服务器的DDR5 RDIMM产品 [2] - 三星电子DS部门CTO宋在爀在10月14日第28届半导体展(SEDEX 2026)上确认正在开发4F²,并表示“正在努力推进” [2] - SK海力士已于今年7月通过测试阵列验证4F²相关技术的读写功能,此前在2025年6月VLSI会议上由CTO亲自发布4F²垂直栅平台与3D DRAM路线图 [2] - 三星计划将4F²连续应用于10a、10b、10c三代,到10d节点才转向3D堆叠DRAM;其2026年在VLSI发表的16层垂直堆叠DRAM采用双晶圆加晶圆对晶圆混合键合结构 [9] - 美光CTO德博尔观点为“基本物理学的极限最终将引导内存芯片设计走向3D DRAM,而不是4F²” [9] 4F²工程难题的解决进展 - 4F²存在漂浮体效应、位线干扰等工程难题,此前曾让该技术被搁置多年,但这些难题正在国际顶会上被逐项处理 [10] - 三星在2025年12月IEDM上发表以氧化物半导体沟道替代硅沟道的方案,解决了“先做晶体管、后做电容”的工艺顺序难题 [10] - SK海力士在2026年6月VLSI上发表位线屏蔽与共享背栅结构,显著降低读取失败率,并将在今年12月IEDM上发表“无电容4F²”设计,明确表述为“与现有垂直栅DRAM工艺完全兼容” [10] - 长鑫的工艺优化集中在字线金属化、位线成型、结激活等环节,着眼于性能与功耗比的优化 [10] - 国际顶会上4F²论文逐年增多,技术难题被公开提出又被公开解决的过程通常意味着该路线正在走向成熟 [10] 美光市场处境与历史先例 - 美光2026财年第四季度营收542.3亿美元,毛利率约87%,基本面处在历史最佳状态 [12] - 多家市场分析机构指出,美光股价回调的诱因之一是中国厂商在服务器DRAM领域的突破重新点燃了市场对定价与竞争格局的担忧 [12] - 2020—2021年间三星、SK海力士相继宣布在DRAM制造中导入EUV光刻,美光当时公开表态没有采用EUV的计划,但2021年7月将财年资本支出上修至95亿美元,其中一部分正是向ASML订购EUV系统的预付款 [13] - 美光2024年在日本广岛工厂启动1γ制程EUV试产,2025年进入量产,说明路线选择从来不是一锤定音的终点,而是特定时点、特定条件下的判断 [13]

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