硅基玩家 1小时前
中国公司北方华创公布取得了重大突破:这一突破可能帮助 CXMT 克服 EUV 制裁,从而能够生产出 3D DRAM 芯片。
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一、EUV 买不到,换个维度卷

西方制裁限制了对华出口的先进 EUV 芯片制造设备,中国的芯片设计者把注意力投向半导体制造与设计的垂直维度。

这件事的逻辑不复杂。

EUV 光刻机的核心价值,是让制造商在硅片上刻出精细的电路走线、铺展出密集的图形——但这些属于水平方向上的功夫。线条做得越细,单位面积里塞进的晶体管越多。

问题在于,这台机器买不到。

思路转向:水平方向卷不动,往上叠。

二、华为打了个样:Tau Scaling

今年早些时候,华为宣布了一项名为 Tau Scaling 的芯片设计技术,引起不小的轰动。

这套方案的核心,是华为的逻辑折叠(LogicFolding)架构——把逻辑电路垂直折叠、堆叠起来,降低电阻、改善连接性,目标是在 2031 年实现与标准 1.4 纳米芯片相当的性能和晶体管密度。

换句话说,靠 EUV 把电路尺寸缩到极限换来的晶体管密度,改由垂直堆叠来达成。

同期,中国北方华创(Naura Technology Group)发表的研究暗示,存储芯片这条线上,中国在走一条类似的路。

三、三维 DRAM 的难题:怎么把 64 层刻得一样深

北方华创是本土半导体制造设备领域的核心供应商。该公司宣称,开发出一种用于制造三维 DRAM(3D DRAM)芯片的两步刻蚀工艺。

三维 DRAM 是 DRAM 技术的下一代形态,目的是突破当前芯片在单元密度方面的天花板。

结构上:

硅(Si)与硅锗(SiGe)两种材料交替堆叠;

把 SiGe 层选择性去除;

腾出的空隙,用来在所谓 " 沟道底部 "(channel floor)内部布置字线、位线和栅极。

去除 SiGe 的过程是刻蚀。北方华创在论文中声称,克服了这一工艺长期存在的几个传统局限:

刻蚀化学品 " 侵蚀 " 相邻的硅层,破坏其均匀性——即 " 低选择比 ";

工艺副产物沉积在叠层底部,形成污染堆积——即 " 微负载效应 "(micro-loading);

化学品难以抵达底层,越往下刻得越不充分。

这三个问题叠在一起,反映为一个指标:深度均匀性,即硅—硅层之间那个间隙尺寸的均一程度。

四、两步刻蚀:氟自由基轰击与等离子体吹扫

北方华创的方案把刻蚀拆成了两步。

第一步:轰击无偏压(电中性)的氟自由基。

这一步的关键在于 " 选得准 " ——只让刻蚀材料作用于 SiGe,在硅层表面生成一层薄的氟化锗保护膜,把硅保护起来。

第二步:等离子体辅助吹扫,清除化学副产物。

这一步解决的是 " 刻得到底 " ——把堆积在底部的副产物清走,消除微负载效应。

五、500 ∶ 1,是个什么概念?

据该公司称,这套工艺可以实现大于 500 ∶ 1 的硅对硅锗刻蚀选择比。

这个数字的意思是:

对于夹在两层硅之间、厚度 200 纳米 的一层 SiGe,它被刻蚀的速度,是硅层的 500 倍以上。

在这样的速率下,硅层的损失小于 10 埃。

北方华创声称其结构均匀性超过 95% ——这意味着,在最上层厚度为 200 纳米的前提下," 在 64 对层上 ",最底层厚度至少保持在 190 纳米。

这一工艺跑通的意义在于:长鑫存储(CXMT)有机会推进到三维 DRAM 与垂直制造,绕开 DUV 设备在水平方向上遇到的晶体管密度限制。

⚡ 一句话总结:水平方向的路被堵上,垂直方向的窗户被撬开。从华为的逻辑折叠,到北方华创的 64 对层刻蚀,中国半导体把筹码押在 " 往上长 "。

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