三星根据 EUV 的 1z 纳米 DRAM 量产，身后技术细节揭秘

三星电子器件最近将极紫外线（EUV）光刻技术运用在根据 1z-nm 工艺的 DRAM 上，而且完成了批量生产。

半导体材料剖析组织 TechInsights 拆卸了各自选用 EUV 光刻技术和 ArF-i 光刻技术的三星 1z-nm 工艺 DRAM，它觉得该技术提高了三星的生产率，并减少了 DRAM 的关键规格。TechInsights 还将三星的与美光的 1z-nm 工艺 DRAM 开展了比照，三星的 DRAM 在集成ic超单元尺寸（Cell Size）层面一样较小。

一、三款 1z-nm DRAM 集成ic应用 EUV 技术，关键规格变小 18%

三星在 2019 年底批量生产了 100 万颗选用 1x-nm 工艺和 EUV 技术的 DRAM。随后在上年今年初，三星电子器件初次公布将产品研发各自应用了 ArF-i 技术和 EUV 技术的 1z-nm DRAM。现如今，三星早已在批量生产的 1z-nm DRAM 上运用了 EUV 技术。

现阶段三星对选用 1z-nm 工艺的 8GB DDR4、12GB LPDDR5 和 16GB LPDDR5 开展了 EUV 技术升級。

12GB LPDDR5 和 16GB LPDDR5 DRAM 早已运用在三星 Galaxy S21 5G 系列产品的手机上中，在其中 S21、S21 和 S21 Ultra 三款手机上于 2021 年 1 月公布。

三星 Galaxy S21 Ultra 的 RAM 中应用的是 12GB LPDDR5 集成ic，而 S21 和 S21 手机上的 RAM 部件中应用了 16GB LPDDR5 集成ic。

TechInsights 称，三星 1z-nm 工艺的生产率比之前的 1y-nm 工艺高于 15%之上。D/R（Design Rule）从 1y-nm 工艺的 17.1nm 减少到 1z-nm 工艺的 15.7nm，关键规格也从 53.53mm2 减少到 43.98mm2，比以前变小了约 18%。

▲三星 1y-nm 与 1z-nmDRAM 参数对比

三星电子器件将其最优秀的 1z-nm 工艺与 EUV 光刻技术结合在了 12GB LPDDR5 集成ic上，而一样根据 1z-nm 工艺的 16 GB LPDDR5 集成ic则应用了非 EUV 光刻技术。

电子产业新闻媒体 EETimes 猜想，很可能三星最开始开发设计的 LPDDR5 商品是选用 ArF-i 和 EUV 光刻技术混和的 SNLP（Storage Node Landing Pad）/BLP（Bit Line Pad）技术，如今它生产制造的全部 1z-nm 工艺 LPDDR5 集成ic全是根据 EUV 光刻技术，其集成ic很有可能由它在首尔平泽市的第二条生产流水线开展生产制造。

三星在 12GB LPDDR5 集成ic上选用了 EUV 光刻技术，其重要规格约为 40nm，S/A（sense amplifier circuitry）地区图形界限为 13.5nm。根据应用 EUV 技术，能够改进 S/A 地区中 BLP 封裝技术的线边沿表面粗糙度（LER），并降低了中继 / 短路故障缺点。

▲选用了 EUV 技术（右）与沒有选用 EUV（左）的 1z-nm DRAM BLP 比照

二、美光暂不应用 EUV 技术，超单元尺寸仅有 0.00197µm2

与美光 1z-nm DRAM0.00204µm² 的超单元尺寸对比，三星的 1z-nm DRAM 超单元尺寸仅有 0.00197µm²。三星 1z-nm DRAM 的 D/R 为 15.7nm，美光的则是 15.9nm。

▲三星、美光 1z-nm 工艺 DRAM 参数对比

现阶段美光对根据 1z-nm 工艺的 DRAM，均应用根据 ArF-i 的光刻技术，而且公布临时不容易在 1α-nm 和 1β-nm 的 DRAM 中选用 EUV 光刻技术。而三星将在 1α-nm、1β-nm DRAM 上再次应用 EUV 技术。

三星的 DRAM 超单元尺寸和 D/R 已经伴随着技术的发展而越变越小。三星 DRAM 超单元尺寸转变如下图所显示，包含从 3x-nm 到 1z-nm DRAM 规格。

▲三星 DRAM 规格发展趋势

三星 DRAM 的 D/R 发展趋势则如下图所显示。尽管 DRAM 超模块的规格和 D/R 放缩越来越愈来愈难，可是三星仍将 1z-nm DRAM 的 D/R 减少到 15.7nm，比 1y-nm 工艺变小了 8.2%。

▲三星 DRAM D/R 发展趋势

总结：三星技术领跑，美光、SK 海力士见机行事

由于数据存储器领域存有成本费昂贵、供需比较敏感、周期较长等特点，美光等别的生产商因成本费缘故对 EUV 技术较为传统。可是三星做为全球数据存储器水龙头，看待 EUV 技术比较积极主动，一直在探寻 EUV 技术在数据存储器层面运用的路面，如今早已在这里一方位上获得了领跑优点。

但是在 2020 年 DRAM 超强力的销售市场上涨幅度和 IC Insights 等科学研究组织对销售市场的积极主动预估情况下，美光、SK 海力士等数据存储器生产商也许会增加在新技术、工艺工艺层面的资金投入，另外运用完善技术的成本费优点，与三星开展市场竞争。