三星DRAM实现4F架构量产突破
三星电子率先量产4F² DRAM工作晶圆,DRAM技术迎来新突破
近日,三星电子宣布其已在全球范围内首次成功产出基于4F²架构的DRAM工作晶圆,这一里程碑式的成就标志着DRAM技术在突破传统平面微缩极限方面迈出了关键一步。
早在今年2月,三星电子便在ISSCC 2026会议上首次公开展示了融合4F²架构的16Gb DRAM原型。随后,在3月份,公司运用10a工艺成功完成了晶圆生产,并通过详细的特性测试,确认了晶片的正常运行。这一成果是全球首次将4F²单元结构与垂直沟道晶体管(VCT)工艺相结合的实践。

从技术层面来看,4F²架构通过将传统DRAM单元面积从6F²优化为2F×2F的正方形结构,理论上可实现单位面积容量30%至50%的提升,并且在速度与功耗方面也展现出潜在优势。为了实现这一更为紧凑的单元结构,三星电子引入了垂直沟道晶体管(VCT)技术,将晶体管沟道垂直构建,从而在有限的芯片面积内增加沟道长度。此举有效缓解了传统平面晶体管在持续微缩过程中面临的短沟道效应和漏电问题。
此外,三星电子还采用了晶圆间混合铜键合技术,将存储单元阵列与外围电路分别制造在不同的晶圆上,再进行垂直堆叠,实现了超高密度的互联。在材料方面,通道材料从传统的硅基材替换为铟镓锌氧化物(IGZO),旨在缩小单元尺寸的同时抑制泄漏电流的产生。
展望未来,这一技术突破有望使同尺寸的DRAM芯片能够集成更多存储单元。这意味着轻薄笔记本电脑、智能手机等终端设备,有望在保持小巧体积和低功耗特性的前提下,获得更大的内存容量和更快的数据吞吐速度,从而提升用户体验和设备性能。

三星电子已为这一新技术的商业化规划了清晰的路线图:预计2026年完成10a DRAM的开发,2027年进入品质测试阶段,并计划在2028年正式转入量产。在此背景下,行业内的竞争态势也日益明朗。SK海力士计划在10b节点引入4F²+VCT技术,而美光则倾向于维持现有的设计路线。与此同时,中国厂商在EUV光刻技术受限的情况下,正积极布局3D DRAM技术。
三星电子此次率先成功量产4F² DRAM工作晶圆,不仅是其在内存技术领域研发实力的体现,更是对DRAM行业物理极限的一次有力挑战。在移动设备和高性能计算需求日益增长的今天,这种更高密度、更低功耗的内存技术将为消费电子和数据中心等领域带来深远的影响,并可能重塑未来的半导体竞争格局。