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1-Alpha 先拔头筹,1-Beta 再续辉煌:美光率先出货业界前沿 1-Beta DRAM

Shigeru Shiratake | 2022 年 11 月

美光 DRAM、新兴内存制程集成与器件技术企业副总裁 Shigeru Shiratake 就美光市场前沿 1β (1-beta) DRAM 的技术发展及最新出货情况发表了相关见解。美光率先在 LPDDR5X 移动内存上采用该新一代制程节点技术,目前正在向智能手机制造商和芯片组前沿供应商出货送样以进行验证。

从 1α 到 1β 节点,美光的创新步伐从未停止

自 2021 年 1 月率先出货基于 1α (1-alpha) 制程技术的 DRAM 产品以来,美光便已在 DRAM 技术领域确立了市场优势地位。2022 年 5 月 12 日,美光首次就新一代前沿 DRAM 技术发表了相关见解。

目前,美光在基于 1α DRAM 的产品上占有较大市场份额,全新 1β DRAM 技术进一步巩固了美光的市场优势地位。美光在 LPDDR5X 移动内存上采用该新一代制程技术,目前已向前沿智能手机制造商和芯片组合作伙伴出货送样以进行验证,并做好了量产准备。这一重要里程碑将推动美光及其合作伙伴不断向前迈进,凭借全新性能和更为出色的能效,引爆智能手机的下一波创新,促使推出引人瞩目的设备型号。

处理器技术、存储技术和内存技术同为驱动技术不断发展的关键因素。任何通过云访问的服务和被冠以“智能”一词的几乎所有设备均离不开内存技术。从最早在手机中应用摄像头技术,到推出平板电脑、轻薄笔记本电脑和可穿戴设备,内存技术一直发挥着重要的推动作用。处理器如果无法快速访问应用程序和数据,将会严重阻碍技术的发展以及为用户带来全新的体验。美光在制程技术上每取得一次进步,电池和晶体管的尺寸便会缩小,内存密度、能效和性能会有所提升,这有助于解锁全新机遇,从而实现数字化、更优化和自动化。尽管未来难以预测,但根据对移动端客户兴趣的研判,美光深信,基于 1β 节点的新一代 DRAM 技术将会带来全新的技术用例,并为业务带来较大优势。

圆形网上方的蓝光

小小进步,成就业界翘楚

好多人可能不知道,半导体的开发工艺异常考究,需要使用被统称为节点的特定技术。此类节点可用于制造一代又一代的新产品,如 DDR5、DDR4、LPDDR、GDDR 等。通常情况下,每个节点的每次进步,标志着颗粒的晶体管和电容的最小元件尺寸会进一步缩小,以及采用先进的 CMOS。

在本文示例中,相较于美光上一代基于 1α 制程节点构建的 DRAM,全新的 1β 制程技术标志着每个晶体管的尺寸更小、能耗更低。1β 节点的初步测试结果显示,较之前基于 1α 节点构建的元件,1β 节点技术可显著提升元件性能,效率可提升约 15%。对于目前正在试用基于 1β 节点构建的 LPDDR5X 移动内存的移动端客户而言,1β 节点技术的优势可谓一举两得,既能为移动设备带来出色的性能,又不会产生过大的功耗。

通常情况下,只有拥有先进节点技术的公司才能构建密度更大、功耗更低或效率更高(每比特功率)的元件。因此,虽然 JEDEC 在很大程度上将内存等产品标准化,但如果与美光等拥有先进制程节点技术的公司开展合作并实施采购,将大有裨益。

当然,想要制造前沿半导体产品实属不易。首先需要投资数十亿美元的资金,建造一尘不染的洁净设施,以超高精度和出色的一致性制造极其微小的元件。但这只是开始。制造前沿半导体产品还需要发挥人类的聪明才智、不断实现突破性创新,才能设计出构建此类节点所需的设备、材料、工艺和工具。

要制造先进的半导体产品(如美光的 1β DRAM),则需要一千多道单独的工艺和测量步骤。该过程中的每一步,都需要一台或多台先进且昂贵的机器来执行关键且精确的递进式活动,满足放置薄如原子的超纯物质,从而构成每个晶圆的数百个颗粒中的每个晶体管,然后对这些颗粒进行测试、分割和封装,最终成为我们在电脑或日常所用电子设备中的双列直插式内存模块 (DIMM) 上看到的内存模块。此外,对电路设计进行创新,对于提供具有更低功耗和更高速度的产品而言至关重要。我们必须通过大量验证工作来协调和优化制程技术和电路设计。

1β 制程技术的研发来之不易。我们已采取相关制造措施,并且现已向美光的战略智能手机客户率先出货此类内存器件,用于下一代智能手机的开发和测试工作。

兢兢业业、潜心投入,终将获得丰厚回报

我是一名技术人员。每当我和团队实现了量产新制程节点等重要里程碑时,我总是激动不已。当然,如果我们能取得进展并将新技术转化为上市产品,则会有更多收获。能看到客户采用该技术,我们投入的时间、资金和精力才有价值。我们深知,随着首个器件的出货,我们很快便能看到合作伙伴和客户在市场中投放成品,那才是我们真正取得非凡成就的时刻。

我们了解,推出 1β 节点技术已使我们率先在市场上取得突破,但让我们深感自豪的是,能够锁定市场上的部分畅销手机品牌和其他设备,并深知美光的技术将有助于推动此类设备成为现实。

首批搭载 1β 技术节点的智能手机已获得全面的开发和认证,我们现在可以将全部工作重点转到手头的下一个任务:除了最初在 LPDDR5X 元件上采用该节点技术外,我们还会加速将此技术应用于更广泛的产品组合。1β 制造工艺本身具有出色的性能和能效优势,凭借美光广泛的产品组合,定会为几乎所有细分市场和内存技术领域的客户带来显著优势。

当然,我们将继续致力于定义下一代制程节点技术。毕竟,行业前进的脚步从未停止!

CVP, DRAM EM PI & DT

Shigeru Shiratake

Corporate Vice President, DRAM & EM Device Technology and Process Integration Technology Development Micron Technology, Inc.

Shigeru Shiratake is the Corporate Vice President for Technology Development’s DRAM and Emerging Memory research development organization.

Shiratake joined Micron in 2013 as the Section Director of the DRAM process integration organization. Prior to joining Micron, Shiratake was an executive of Elpida Memory (acquired by Micron in 2013) between 2005 – 2013, leading several DRAM programs. Shiratake experience spans 30 years in the memory technology sectors, and includes additional leadership positions with Renesas Technology Inc., and Mitsubishi Electric, Corp.

Shiratake is a published author of many technical papers, holds dozens of patents pertaining to semiconductor technology.

Shiratake holds a Bachelor’s and Master’s of Science in Electronic Engineering from Yamaguchi University, Japan.