近期,长鑫科技宣布4F²DRAM架构研发取得关键进展,并官宣预计年底推出融合上述先进技术的新一代DDR5 RDIMM产品,引发广泛关注。在当地时间10月21日召开的技术研讨会上,美光科技总裁兼首席技术与产品官Scott DeBoer(斯科特·德波尔)回应称:美光研究4F²长达20年,这个方向复杂度与成本上升,没有可行的微缩路径,沿着这个方向没有实际收益;美光将沿着6F²路径发展并开发3D DRAM,不做4F²。在DRAM芯片设计中,一个存储单元通常由一个晶体管(1T)和一个电容器(1C)组成。F(最小特征尺寸)代表晶圆制造工艺中光刻技术能实现的最小线宽或间距。目前,DRAM行业内主流的架构是6F²架构。但随着微缩难度越来越大,4F²架构再度成为业内积极探索的方向。4F²意味着每个单元仅占4倍最小特征尺寸的平方,因此单位面积内的晶体管数量会增多,实现存储密度的提升。当前,4F²是三星、SK海力士、长鑫科技等全球主要存储厂商的公开技术路线。三星电子CTO宋在赫近日表示,正在努力开发4F²。“路线分歧是半导体产业的常态,各家厂商的路线取舍与其自身工艺条件密切相关,单一厂商的判断不具普适性。”对于美光科技、长鑫科技的技术路线分歧,有存储专业人士在接受上海证券报记者采访时表达了如下观点:首先,路线分歧是常态,驱动半导体技术和产业发展。选择哪条技术路线,既是各家基于自身条件的差异化决策,也驱动了半导体技术和产业发展,这在半导体发展史上出现过多次,比如,NAND Flash从2D走向3D,存储公司的节奏差异也影响了自身发展。值得一提的是,美光此次也提到“对4F²相关技术已研究了约二十年”,显示其也在探索该技术路线的价值,只是暂时不采用。其次,国际权威技术路线图与学术界长期看好4F²。全球半导体技术演进最权威的参考文件“IEEE国际器件与系统路线图(IRDS)”在其路线分析中明确指出:当半间距微缩日趋困难时,“从6F²向4F²单元的转型是维持成本趋势最有前景的路径”。学术界主流观点认为4F²具备产业前景。2026年9月《IEEE Access》发表了针对垂直沟道晶体管(VCT)DRAM 可伸缩性的系统性研究,以IRDS节点目标为基准逐代验证其缩放可行性;2026年6月《IEEE固态计算器件与电路探索学报》刊发了由美国圣母大学等研究者构建的“Open DRAM Model”,专门为4F² VCT架构建立开源跨层仿真模型。第三,4F²的密度与成本收益已有公开、可验证的量化依据。4F²单元面积为2F×2F,在相同特征尺寸下约为当前主流6F²单元的三分之二,即单元面积缩小约33%。收益论证上,三星在其ISSCC 2026论文中报告,采用4F² VCT加混合键合的方案,在相同设计规则下每片晶圆可产出的裸片数提升20%以上;行业研究机构TrendForce等对 4F² 架构的密度提升估算为30%—50%。最后,4F²的已知技术挑战,正在国际顶会上被逐项公开解决。任何新架构都有工程挑战,4F²的关键难题如漂浮体效应、位线干扰等,正在被逐届顶会论文正面处理并持续取得进展:三星于2025年12月在IEDM发表以氧化物半导体(IGZO→IGO)沟道替代硅沟道的方案,解决了先做晶体管后做电容的工艺顺序难题;SK海力士于2026年6月在VLSI发表位线屏蔽与共享背栅结构,显著降低读取失败率,并将于2026年12月在IEDM发表“无电容4F²”设计,且明确表述为“与现有垂直栅DRAM工艺完全兼容”。(来源:上海证券报微信公众号)

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