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美光3D NAND,技术路线图
半导体行业观察· 2025-06-04 09:09
美光第九代3D NAND闪存技术 - 第九代(G9)3D NAND闪存每硅片存储容量为1Tbit,与第八代(G8)相同,但存储单元阵列密度提升40%,硅片存储密度提高30%,最大数据传输速度提升1.5倍[1] - G9字线层数为276层,比G8的232层增加19%,但通过其他创新实现存储密度40%提升[1] - 存储单元阵列密度从G7的17Gbit/平方毫米增至G8的25Gbit/平方毫米,再到G9的35Gbit/平方毫米[3] - 水平尺寸创新包括移除虚拟柱使区块高度降低14%,页面缓冲器数量从G8的16个减至G9的6个,硅片面积缩小至G8一半[3] 存储密度提升技术 - 采用气隙绝缘和局部氮化膜(Confined SN)技术,减少相邻存储单元间干扰[5][7] - Confined SN技术使编程时间缩短10%,相邻单元耦合电容减少约50%,在10,000次重写循环后性能几乎无下降[9] - 存储单元堆栈高度超13μm,由两层组成,每层高度6.5μm,存储孔直径150nm,纵横比超43[7] 未来技术路线 - 第十代(G10)及后续技术将继续增加层数,面临更高纵横比蚀刻挑战[6] - 晶圆键合技术将成为解决方案,可分别优化外围电路和存储单元阵列性能,预计成本将低于单片CuA技术[12][14] - 可能采用铁电薄膜替代传统氮氧化物薄膜,降低介质击穿风险,反转极化所需电压显著低于NAND闪存[16] 行业趋势 - 机器学习/人工智能发展推动对更高密度3D NAND闪存需求[16] - 各大厂商在最新产品中采用阵列下CMOS(CuA)技术减少硅片面积[12] - 未来可能同时开发多种基础技术并进行选择,持续改进3D NAND闪存[16]
1nm,重要进展
半导体芯闻· 2025-03-14 18:22
半导体制造技术竞争 - 台积电、英特尔、三星和日本Rapidus正在2纳米工艺上展开激烈竞争,台积电虽实力雄厚但面临追赶者压力 [1] - 在2nm尚未大规模量产时,行业已开始关注1纳米技术研发 [1] - 台积电组建团队加速1纳米研发,并计划在台湾南部建设1纳米超级晶圆厂,包含6条生产线(P1-P3为1.4nm,P4-P6为1nm) [6] - 台积电计划提前推出1纳米工艺,原定2027年推出的1.4nm工艺提前至2026年,以巩固市场领先地位 [7] 光刻技术进展 - ASML与Imec建立五年合作,专注于2nm以下工艺,提供包括High-NA EUV(0.55数值孔径)在内的最新光刻设备 [3] - High-NA EUV系统单台成本达3.5亿美元,可实现单次曝光8nm分辨率,是2nm以下节点的关键 [4] - Imec首次在比利时鲁汶的研究线直接使用High-NA EUV技术,加速研发进程 [4] - 日本DNP成功开发支持2nm EUV光刻的光掩模,图案比3nm小20%,并完成High-NA兼容评估 [7][8][9] - DNP目标2027财年量产2nm光掩模,并与Imec合作推进1nm技术 [9] 1纳米技术路线图 - Imec在2022年公布1纳米晶体管路线图,涵盖从FinFET到GAA纳米片、CFET及原子通道设计的演进 [11] - GAA/纳米片晶体管将在2nm节点首次亮相,CFET晶体管预计2032年问世 [12] - 行业面临设计成本飙升(单线程性能增益从每年50%降至5%)与AI算力需求每6个月翻倍的挑战 [13][14] - High-NA EUV光刻机(0.55孔径)预计2026年量产,可将晶体管密度提升至~1000 MTr/mm² [15] - 背面供电技术(BEOL改进)和3D互连等创新将支撑未来密度与性能提升 [16][17][18] 行业趋势与创新方向 - 摩尔定律在晶体管密度上仍有效,但经济性(每晶体管成本)面临挑战 [13] - 系统技术协同优化(SCTO)、新材料(如石墨烯)及量子计算技术被视为长期解决方案 [14][17][18] - 台积电同步推进2nm(台湾)和4nm(美国亚利桑那州)量产,应对AI芯片需求激增 [7]