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韓國半導體行業正在準備迎接新的飛躍,全球DRAM市場領頭羊三星電子和SK海力士即將開啟“EUV DRAM”時代。
三星:全球首個EUV DRAM移動產品即將量產
據韓國科技媒體ETNews報道,三星電子全新半導體工廠“平澤2號”(P2)已于上月開始運營,這座當前世界上最大的半導體工廠(128900平方米,占地面積相當于18個足球場)將生產全球首個基于EUV的移動DRAM產品。
據了解,EUV DRAM為三星電子基于第三代10nm級(1z)工藝的16Gb LPDDR5 DRAM開發的全新移動DRAM產品,傳輸速度達到6400 Mb/sis,比目前大多數旗艦智能手機的12Gb LPDDR5(5500 Mb/s)快16%。而當該DRAM被制成16GB封裝時,能夠在一秒鐘內處理51.2GB大小的文件,相當于10部全高清電影(5GB)。
引起注意的是,在制作工藝方面,此次三星終于成功引入EUV光刻技術。EUV是一種波長為13.5納米的短光源,其波長大約是今天廣泛使用的ArF光源的十分之一,能夠在半導體晶圓上刻畫出更加精細的電路。由于簡化了半導體制造工藝,EUV能夠將制造精細電路所需的光刻工藝減少一半,并大幅提高生產率。
據三星電子的一位發言人此前向《電子時報》透露,使用EUV的1a工藝,生產效率是基于12英寸晶圓的1x工藝的兩倍。
然而,EUV光刻機造價昂貴,單臺達到1.29億美元,所需投資巨大,同時EUV光刻技術也有很高的技術壁壘。因此,三星電子的EUV DRAM商業化決定不可謂不大膽。在今年3月將該技術應用于10nm級(1x)進程的DRAM之后,三星已具備將該技術應用于其第三代1z進程DRAM的能力。
三星電子的下一個目標是將該技術應用到下一代產品——第四代10nm級(1a)流程上的DRAM上。公司副董事長金基南(Kim Ki-nam)在今年3月舉行的股東大會上表示,該公司計劃開發第四代10nm級DRAM和第七代V-NAND內存,并計劃在明年某個時候量產第四代10nm級DRAM。
兩大巨頭或推動DRAM市場巨變,EUV成最大X因素
SK海力士方面,也已在加速推進其基于1a工藝的EUV DRAM產品量產計劃。公司旗下未來技術研究所專門成立了一個EUV光刻工作小組,正在研究EUV光刻所需的必要技術,如光刻、蝕刻和掩模制造,目標是將EUV工藝應用于明年初的1a DRAM生產,同時為在2022年完成1b EUV DRAM的開發制定了路線圖。
據ETNews預計,SK海力士將在其下一代DRAM的生產基地M16芯片廠批量生產EUV DRAM,目前已經在園區內安裝了兩臺EUV光刻機。一旦M16工廠的建設按計劃在今年年底完成,SK海力士將開始在M16工廠建造與EUV光刻相關的必要設施和設備。
專家預測,SK海力士將像三星電子一樣,在ArF光刻機難以實現的層級上應用EUV工藝。另有一些說法稱,SK海力士已經確保了可觀的EUV DRAM產量水平。
最新數據顯示,三星電子、SK海力士和美光占據了全球DRAM市場約94%的份額,其中三星電子和SK海力士就占據了約74%的份額。而在這三家公司中,也僅有美光尚未在其產品中引入EUV技術,據悉正尋求用其現有的光刻技術盡可能滿足需求。
ETNews認為,三星電子和海力士正尋求通過自己的EUV DRAM技術實現差異化,這可能會導致市場的寡頭壟斷結構發生變化,而這種情況本不可能改變。EUV DRAM將進一步擴大韓國半導體企業與中國半導體企業之間的差距。
根據韓國進出口銀行關于中國半導體行業現狀和預測的報告,認為當前韓國與中國的DRAM技術存在5年的差距。報告還指出,由于EUV設備的昂貴成本和有限的供應能力,韓國公司將有可能在與中國公司的競爭中確立更大的優勢。