近日,长鑫存储总裁曹堪宇在第四届集成芯片和芯粒大会上宣布,4F² DRAM架构研发取得关键进展,预计年底推出融合该架构和混合键合技术的新一代DDR5 RDIMM产品。

消息一出,全球存储巨头股价集体大跌:美光下跌3.62%,SK海力士收跌10%,三星电子下跌7.4%,闪迪、希捷、西部数据等存储芯片相关标的也纷纷走低。
这不是一次常规工艺迭代,而是延续近二十年的DRAM单元架构,第一次迎来系统性替代。
4F²和6F²是衡量DRAM存储单元面积的核心指标,F代表光刻最小特征尺寸。目前全行业主流的6F²架构从2007年沿用至今,4F²把单元面积压缩到6F²的三分之二,同等晶圆面积下存储密度提升30%到50%。

架构升级的难度远不止缩小尺寸,背后是晶体管结构的彻底重构。
6F²时代,DRAM单元的晶体管横向平放,电流水平流动。要实现4F²,晶体管必须“站”起来。长鑫的方案是VSG垂直包围沟道晶体管,栅极从四周完整包裹竖立的硅沟道,电流沿垂直方向流动。
打个比方:以前晶体管像横放的水管,栅极从两侧和上方控制水流;现在水管竖起来,栅极从四面八方攥住它。控制力更强,但制造难度也大幅提升,垂直结构外延生长、新型栅介质、定制化掺杂,每一项都是全新课题。
更大的难题在工艺兼容。存储阵列的垂直晶体管和外围逻辑电路工艺需求不同,同片晶圆制造会互相妥协,抵消密度收益。
长鑫的解法是拆分制造:存储阵列和外围逻辑电路在两片晶圆上分别生产,各自独立优化,再通过晶圆级混合键合实现高速互联。长鑫2019年就启动该技术自主研发,2025年首次在12英寸晶圆平台完成实验验证。
技术跑通后,长鑫把首发产品选在了最高端的服务器赛道。
消费级内存拼速度,服务器内存拼稳定。DDR5 RDIMM要支持7×24小时不间断运行,经受带电热插拔冲击,通过数百项兼容性测试,是内存领域最严苛的考场。
长鑫用最先进的技术打最高端的市场,战略意图非常明确。
三星和SK海力士也在研发4F²。三星展示过16Gb 4F²试验芯片,但量产计划排在2028年。长鑫如果年底如期推出产品,将在商业化节奏上领先近两年。
专利布局上,长鑫自成立起就启动4F²研究,公开专利族超过300件,数量位居行业前列。从2021年首篇论文到连续披露进展,这条技术路线已稳步推进五年以上。
目前长鑫在全球DRAM市场稳居第四,二季度份额约7%-10%。服务器内存赛道长期被三巨头垄断,4F²架构首发落地,是长鑫向高端市场拓展的关键一步。

4F²是DRAM单比特单元的理论极限,走到这一步,传统水平微缩的路线就走到头了。长鑫没有停在追赶的位置,而是把下一代架构的首发产品直接推向最难的市场。这一步跨出去,国产DRAM就不再只是“有没有”的问题了。







