国产G5内存正面对标三大巨头:DUV工艺战力全开,制程差距不足0.9nm

据9月22日报道,上周末长鑫科技披露了一项重大进展:其自主研发的第五代内存平台G5已正式进入大规模量产阶段,同时展出了基于该架构设计的大容量LPDDR5X新产品。

此次长鑫的做法颇具突破性——他们毫不保留地将G5平台的详细技术指标公之于众。得益于创新性的四重曝光工艺,内存阵列有源区的半间距被压缩到11.95纳米,已逼近目前全球最高端的内存量产制程水平。

在工艺革新层面,长鑫通过调整制造流程并引入新型材料,将存储电容的深宽比推升至45:1;同时研发出专门匹配DRAM制造需求的高介电常数金属栅极(HKMG)方案,使G5平台核心功能区域的高度缩减至6762纳米。

关于这些参数的具体含义,此前已有相关解读。接下来的焦点在于:长鑫G5内存与三星、SK海力士及美光这三家行业龙头的最新产品处于什么位置?

一位ID为tphuang的网友整理了一张对比图表,将G5与另外三家的1b、1c等代际工艺进行了横向对照。其中"1b""1c"是三星和SK海力士沿用的命名体系,美光则使用希腊字母α、β来标识对应世代,两者在代际上是对应的,大致对应关系可参照上述图示。

从图表中罗列的各项参数来看,信息量颇为丰富——长鑫披露的部分数据在三巨头那边找不到,反之亦然,但整体脉络仍然清晰可循。

其中最关键的指标当属半间距,它直接决定了DRAM工艺是否实现跨代跃迁。长鑫将其控制在11.95nm,恰好落在11至12nm的区间内,这个定位相当耐人寻味:12nm通常被视为1b代工艺的门槛,而11点几纳米则意味着踏入最前沿的1c代范畴。

不过若与美光的1c乃至1γ工艺对标,11.95nm仍多出约0.9nm,因此称G5落后于当前最尖端工艺半代乃至一整代并不为过。长鑫官方的表述是"接近全球最顶尖的内存量产平台制程",措辞留有余地。

另一个值得关注的维度是单元面积(cell size)。长鑫G5的数值大约在0.00086至0.00111平方微米之间,低端值已贴近1c/1γ水平,高端值也比1b工艺小了将近一成。

如果说纸面数据的差距尚属量化层面的事,那么G5与三星、美光、海力士之间存在一条更本质的鸿沟:后三者早在14nm节点之后就全面切换到了EUV光刻路线。美光最少也采用了单层EUV,三星和海力士则使用了4到6层,多数产线集中在5层。而长鑫G5目前只能依赖DUV光刻方案。

长鑫对此并未遮掩,坦承正是凭借四重曝光(即SQDP)技术实现了G5内存的量产突破,此外还涵盖了HKMG、45:1深宽比刻蚀等一系列关键工艺。

客观而言,无论是存储器还是逻辑芯片领域,DUV多重曝光本身早已不是不可逾越的技术壁垒——CPU制程中四重曝光做到3nm毫无压力,甚至有向2nm级别延伸的可能。真正的瓶颈在于经济性:曝光轮次越多,良率和产出效率越低,单颗芯片的成本随之飙升,市场竞争力便大打折扣。

但当下内存市场恰恰为长鑫以四重曝光方式量产G5提供了最有力的支撑——内存售价已被推至极高水位,毛利率轻松突破80%甚至90%。在这种暴利环境下,即便采用成本更高的四重曝光工艺也在经济上完全可行。这也构成了长鑫宣称G5在产品能效与成本控制方面具有明显优势的底气所在。

三巨头这一轮将内存价格推到了历史罕见的高度,自身自然攫取了令整个半导体行业艳羡的天量利润。但他们恐怕未曾料到,这反而为中国本土内存厂商撕开了一道崛起的窗口期。过去欧美日韩业界普遍笃信:一旦封锁EUV光刻设备出口,中国芯片厂商的技术落差将被拉大到十年以上,彻底丧失竞争能力。

然而现实的发展速度远超预期。眼下虽不能断定长鑫仅凭G5就能颠覆现有市场格局,但只要内存高价态势延续,未来数年内国内至少还会有两三家具备内存量产能力的企业入场角逐,届时整个行业的定价博弈将变得极为激烈。

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