风说道 6小时前
长鑫存储的内存新架构还没量产,质疑声先来了
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长鑫存储公布了一项新的内存技术计划。这项技术叫做 4F ² 存储单元架构,计划用在服务器 DDR5 注册内存条上。消息出来后,有华尔街分析师表示怀疑。他们认为,长鑫存储只是公布了时间表,还没有证明自己能稳定大规模生产。这种怀疑有道理,但背后也有另一层原因。

先看这项技术本身。传统 DRAM 存储单元是 6F ² 布局,每个单元由一个晶体管和一个电容组成。4F ² 布局试图把单元面积压缩到更小。原理是改变晶体管和互连结构的排列方式,让晶体管沿垂直方向布置。在相同特征尺寸下,单元理论面积可以减少约三分之一。这意味着同样面积的芯片可以容纳更多存储单元,或者同样容量下芯片面积更小。长鑫存储采用的方案叫垂直环绕栅极晶体管,沟道垂直布置,栅极从周围控制沟道,有助于改善栅极控制能力并减少漏电。

长鑫存储研究这个方向已经多年。公司发表过相关论文和专利,展示过完整存储阵列研究成果,积累了超过三百个专利族。这说明 4F ² 不是临时起意的概念,而是有长期投入的技术路线。

但华尔街分析师的质疑集中在一点:技术路线图不等于商业化领先。Rosenblatt 分析师认为,说长鑫存储领先三星两年,目前缺乏足够依据。美国银行分析师也指出,美国对先进半导体制造设备的出口限制,可能促使长鑫存储更多依靠存储单元结构创新,而不是单纯依靠更先进的光刻工艺缩小芯片面积。

这个判断值得注意。DRAM 制造中,工艺微缩和存储单元结构创新是两条路径。工艺微缩通过减小关键结构尺寸提高密度。4F ² 通过改变晶体管布局,在相同特征尺寸下减少单元理论面积。两者可以结合,不是非此即彼。长鑫存储目前的制造能力与国际领先厂商仍有差距。其 4F ² 产品预计建立在现有约十五纳米级 DRAM 工艺平台上,而三星等厂商已经推进到更先进的十纳米级 DRAM 工艺代际。所以,即使长鑫存储率先把 4F ² 产品推向市场,也不意味着它在所有工艺指标上全面领先。它可能在存储单元结构方面取得进展,却仍然需要解决制造精度、外围电路、芯片性能和整体成本等问题。

这里的关键是良率。存储芯片对良率极其敏感。一颗 DRAM 芯片包含数量庞大的存储单元。即使单个单元出现缺陷的概率很低,在整个阵列中也可能累积成显著的良率损失。厂商必须通过冗余设计、测试和修复机制控制缺陷,确保最终产品达到商业标准。如果新架构虽然可以提高理论密度,却导致良率下降、制造成本上升或产品可靠性不足,那么它就未必比成熟的 6F ² 方案更具经济性。Rosenblatt 的质疑正是建立在这点上:宣布计划推出 4F ² 产品,并不等于已经证明能够以有竞争力的成本实现稳定量产。要判断技术是否真正领先,需要看到实际产品、可靠的性能数据以及商业化制造结果,而不是仅仅比较两家公司公布的时间表。

还需要注意,三星和 SK 海力士并非没有研究 4F ² 架构。三星公开展示过采用垂直沟道晶体管的 4F ² DRAM 设计,并研究通过晶圆级混合键合技术,将存储单元阵列与外围电路进行更灵活的整合。SK 海力士也公布过围绕垂直晶体管、4F ² 存储单元及三维 DRAM 的研究规划。美光的相关路线图则没有同样明确的公开时间表。因此,所谓长鑫存储领先两年,实际上是将长鑫存储计划推出产品的目标,与竞争对手此前被报道的研发或量产时间进行比较。但不同企业所说的推出产品、导入技术和开始量产,可能分别对应工程样品、客户送样、风险生产或大规模商业化等不同阶段。如果不区分这些概念,直接将它们换算成领先年份,就容易夸大技术差距。

长鑫存储此次计划推出的产品是 DDR5 RDIMM,即用于服务器和工作站的注册式内存模组。服务器内存对可靠性、稳定性、兼容性和长期供货能力有更严格的要求。数据中心客户不会仅仅因为某款内存采用了更新颖的存储单元结构,就立即将其大规模部署。内存必须在不同负载下保持稳定,满足错误控制、温度管理、长期运行和供货一致性等要求。任何一个环节出现问题,都可能影响产品的商业化进度。截至相关报道发布时,长鑫存储尚未公开新产品的完整容量、工作频率、芯片密度、最终制造工艺、量产规模和客户名单,也没有第三方对这款 4F ² 产品进行独立测试。因此,目前还无法判断其实际性能是否优于现有的三星、SK 海力士或美光产品。

从产业竞争角度看,长鑫存储已经不能简单地被视为国际 DRAM 市场中的边缘参与者。其第五代 G5 DRAM 平台已经进入量产阶段,市场份额也在增长。TrendForce 数据显示,长鑫存储在全球 DRAM 营收中的份额达到 9.5%,高于前一季度的 7.6%,位居全球第四。这说明长鑫存储正在逐步扩大商业规模,也有能力投入更多资源进行新架构研发。但市场份额增长与掌握下一代存储技术仍是两回事,不能因为前者取得进展,就直接认定后者已经成功。

总体而言,长鑫存储的 4F ² DDR5 计划值得关注。4F ² 架构确实能够在理论上提高存储单元密度,长鑫存储也已经积累了相应的研究和专利基础。但这项技术能否改变全球 DRAM 市场格局,最终取决于产品能否按期推出、制造良率能否达到要求、单位存储成本是否具有竞争力,以及服务器客户是否愿意大规模采用。对于三星、SK 海力士和美光而言,长鑫存储的进展值得持续关注。对于整个行业而言,真正具有决定意义的节点,并不是宣布采用一种新架构,而是将它转化为稳定、可靠、能够持续盈利的量产产品。华尔街分析师的质疑,表面上是技术判断,实际上也反映出一种竞争焦虑。当后来者开始尝试新的技术路径时,领先者最担心的不是对方今天的产品,而是对方明天可能走出一条不同的路。

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