辽宁
一项技术，美光琢磨了二十年迟迟没有量产，中国的长鑫存储却抢先摘下了关键突破。
本月初，长鑫存储宣布在4F²存储单元架构上取得重要进展，并计划在今年底前推出基于该架构的服务器DDR5内存产品。消息传出后，多家海外存储芯片厂商股价应声走弱。
10月21日，全球第三大DRAM厂商美光给出了明确回应：不跟进4F²路线。
一边是率先突破，一边是主动放弃，这场“圣杯”之争，折射出存储巨头对DRAM未来截然不同的判断。
一、4F²为何被称作DRAM的“圣杯”
DRAM的数据存放在一个个微小的存储单元里，每个单元在晶圆上占用的面积用F²来衡量，其中F代表工艺的最小特征尺寸。
当前行业主流采用6F²单元结构，而4F²架构理论上能把单元面积缩小约三分之一。
道理很直观。单元排得更紧凑，同样大小的晶圆就能塞进更多存储单元，单颗芯片的容量上限随之抬高。
正因如此，4F²长期以来都是DRAM厂商梦寐以求的技术目标，也被业内视为平面DRAM继续微缩的关键一跃。
长鑫存储是全球第四大DRAM厂商，排在三星、SK海力士和美光之后。
据披露，长鑫早在2021年就发表了首篇4F²相关论文，目前已围绕该架构布局300多个专利族。其自研的垂直环绕栅极晶体管，通过让沟道竖直“站起来”，减少漏电和短沟道效应，为单元面积的进一步缩小腾出了空间。
如果服务器内存产品如期推出，长鑫有望在这条赛道上领先三星约两年。外界普遍预期，三星的4F²产品要到2028年前后才会面世。
产能方面，长鑫计划到今年底在三座12英寸晶圆厂实现每月30万片的产能，在建工厂投产后，总产能有望进一步翻倍。
这意味着，长鑫手里握着的不只是一项技术突破，还有足以把技术推向市场的规模底气。
二、美光的三个理由：这是一场“迷思”
颇具戏剧性的是，美光称4F² DRAM技术最早由自己发明，二十年间一直在评估，却始终没有走向量产。
美光总裁兼首席技术与产品官斯科特·德博尔表示，4F²已不在美光后续技术路线图之中，公司将继续深耕6F²，并把重心押在下一代三维DRAM上。
他给出的第一个理由是，单元面积更小，不等于有效存储密度同步提升。
德博尔直言，市场对4F²增益的预期很大程度上是一种迷思。决定DRAM有效密度的核心约束是电容间距，也就是相邻电容中心之间的距离。
每个存储单元都靠电容留存电荷，电荷量必须达到阈值，数据才能稳定读取。无论4F²还是6F²，晶体管都放在电容下方，单纯压缩晶体管面积并不能让电容间距跟着缩小，而缩小电容间距的难度远高于晶体管。
第二个理由是成本。美光评估认为，4F²需要新增大量额外工序，生产成本大幅上升，换来的密度和性能增益却有限。
第三个理由是物理天花板。在美光看来，4F²继续微缩很快就会撞上底层物理极限，而采用垂直堆叠结构的三维DRAM，电容排布方式完全不同，拥有更大的迭代空间。
三、谁看走了眼，还要交给时间
需要看到的是，美光的选择并不代表行业共识。据行业分析机构披露，三星和SK海力士的技术路线图依然保留了4F²规划，三星还计划将其与晶圆对晶圆混合键合技术结合。
美光向来敢于“特立独行”。
此前它曾推迟导入极紫外光刻，与三星、SK海力士的节奏明显拉开，却依然保持了不错的成本和产品竞争力。
从这个角度看，放弃4F²既可能是深思熟虑的取舍，也不排除带有一定的市场沟通意味，毕竟竞争对手的突破已经牵动了投资者的神经。
对长鑫而言，挑战同样不小。服务器内存对稳定性和可靠性的要求远高于消费电子，而长鑫过去的客户主要集中在消费类市场。
实验室里的突破能否转化为高良率、可盈利的规模量产，才是4F²真正的考场。
眼下，AI服务器带动的内存需求持续火热，高带宽存储器和服务器DDR5都是兵家必争之地。谁能率先在密度和成本上建立优势，谁就能在这轮周期中分到更大的蛋糕。
可以肯定的是，DRAM正站在技术路线的十字路口。平面微缩的空间越来越小，三维堆叠尚未成熟，4F²恰好卡在两者之间。
美光押注跳过中间站、直奔三维，长鑫则选择先把平面做到极致。
两条路线孰优孰劣，或许要等到几年后的量产数据和市场份额才能揭晓答案。但至少有一点已经清楚：在存储芯片这个曾被少数巨头牢牢把持的赛场上，中国厂商已经开始参与定义下一代技术的走向。
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