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SK海力士量产EUV DRAM,新一轮存储大战打响

2021-07-12
来源:半导体行业观察
关键词: SK海力士 EUVDRAM

今日早些时候,SK海力士发布公告,表示公司已经在本月开始批量生产基于 1anm 工艺的8千兆(Gb)的LPDDR4移动 DRAM的量产。据介绍,这是SK海力士的第四代 10nm 工艺技术。

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  由于半导体行业对 10nm DRAM 产品进行分类,以字母命名,因此 1a 技术是继 1x、1y 和 1z 的前三代之后的第四代技术。SK海力士计划从2021年下半年开始向智能手机制造商提供最新的移动DRAM产品。

  SK海力士强调,这是公司在1ynm DRAM部分采用,证明尖端光刻技术稳定性后,首次采用EUV设备进行DRAM的批量量产。

  随着技术迁移继续向超微级发展,越来越多的半导体公司采用 EUV 设备进行光刻工艺,在晶圆表面绘制电路图案。行业专家认为,一家半导体公司在技术上的领先地位将取决于它如何充分利用 EUV 设备。SK hynix 计划将 EUV 技术用于生产其所有 1anm DRAM 产品,因为它已经证明了该工艺的稳定性。

  SK海力士期待新技术带来生产力的提升,并进一步提升成本竞争力。该公司预计,与之前的 1znm 节点相比,1anm 技术将使相同尺寸的晶圆生产的 DRAM 芯片数量增加 25%。SK海力士预计,随着全球DRAM需求的增加,1anm DRAM也可能有助于缓解全球市场的供需状况。

  SK海力士指出,新产品稳定运行4266Mbps,是标准LPDDR4移动DRAM规范中最快的传输速率,并降低了20%的功耗。对于 SK 海力士来说,这是一项有意义的成就,因为它旨在减少二氧化碳排放,作为其对环境、社会和治理 (ESG) 管理承诺的一部分。

  SK 海力士将从明年初开始将其 1anm 技术应用于其 DDR5 产品,该产品是2020 年 10 月推出的全球首款下一代 DRAM 。

  SK hynix 副总裁Cho Youngmann表示:“随着生产力和成本竞争力的提高,最新的 1anm DRAM 不仅有助于确保高盈利能力,而且通过早期采用 EUV 光刻技术,巩固 SK 海力士作为领先技术公司的地位用于批量生产。”

  为了满足公司的EUV需求,在今年二月,南韩记忆体大厂SK海力士宣布与艾司摩尔(ASML)达成一项为期5年的采购合约,向后者购入价值约43.4亿美元的EUV光刻机设备。

  SK 海力士透过监管文件表示,这笔交易是为了下一代晶片工艺制程的大规模生产作准备。

  日经此前报导称,为扩充芯片产能,SK海力士已耗资约31.3亿美元于首尔打造新产线M16,计划今年下半年启动量产。

  根据上述报导,M16产线主要生产第4代10纳米制程的DRAM记忆体。当时预计,若包含EUV等设备成本在内,至少需投入140亿美元于M16厂。

  三大DRAM大厂启动EUV制程竞赛

  据Digitimes报道,继南韩记忆体大厂三星电子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)相继导入极紫外光曝光设备(EUV)量产10纳米级DRAM记忆体生产,原本态度不明的美光(Micron)也释出将编列资本支出向荷兰ASML采购EUV设备。

  尽管美光在未使用EUV设备下,近来大幅缩小与竞争对手的差距,并正式量产出货1α制程,但据推测,美光于2024年开始采用EUV设备投入生产,将可望导入于1c或1d制程量产,将掀起记忆体大厂新一波银弹攻势与先进技术竞逐的角力赛。

  在DRAM制程推进下,三星电子2020年率先宣布将采用EUV技术量产1z纳米制程DRAM,但初期仅针对1个层(layer)采用EUV制程;如今三星和SK海力士分别计划将于2021年使用EUV应用于量产1α纳米DRAM,在国际三大DRAM巨擘中,仅有美光并未积极推动EUV设备,外界也不时传出美光有意招聘人才,并研究导入EUV设备规划。

  随着美光在第3财季(截至6月3日)的财报表现亮眼,美光执行长Sanjay Mehrotra维持先前乐观看法,2022年底前NAND Flash以及DRAM供给将依然吃紧,且价格将维持高档。

  根据美光资料,DRAM位元出货量虽然季增低个位数百分比成长,但ASP单价却上涨达20%,反应出DRAM供给吃紧带动价格强劲走扬,成为2021年产业获利成长的金鸡母,业界认为,三大DRAM厂虽然不愿大幅扩充产能打坏市场价格,但祭出重金投资DRAM设备及生产效率才能维持产业竞争力的优势。

  美光指出,2021年度整体资本支出将超过95亿美元,其中,将有部分支出跟采购EUV设备有关,这也是美光近年来首度正面释出EUV设备投资的看法,主要是考量到EUV设备需要很长的交期,因而必须对EUV设备订单提前下单,美光高层指出,将会于2024年开始采用EUV设备投入生产。

  美光位于台湾台中后里A3厂近日正式启用,并从2021年初进入1α奈米制程节点的量产出货,据指出,美光最早曾在1z纳米制程曾讨论过采用EUV设备,因此当初A3厂进行内部设计规划时,不仅预先准备EUV制程的空间,甚至特地将整体厂房的楼层打掉后再全面调高,而自动运输系统设计也配合进行调整,不过基于成本考量,美光至今仍采用浸润式设备及配合其他制程来提升量产效率。

  由于EUV曝光机每台要价约达1.8亿美元左右,在近年来谨慎扩产的营运策略下,美光也指出,目前台湾美光的晶圆厂已具备导入EUV制程的能力与条件,但内部仍在研究与评估阶段,将依照生产成本、效率、投资回报率等条件配合才考虑导入。

  记忆体业界指出,美光采用EUV设备态度是三家DRAM大厂中最为保守,但近年来全球EUV设备产能确实是供不应求,虽然三星电子提前业界采用EUV设备量产1z纳米,不过1z纳米推动进度却并未维持领先,反导致竞争对手趁隙追赶。

  虽然相关数据显示,EUV技术有利于提升三星生产效率,并缩小DRAM 的节点设计尺寸,但原本领先业界开发先进制程的脚步却也逐渐被拉近。

  在EUV设备需求强劲下,ASML预期2021年EUV设备出货介于45~50台,2022年预估出货量达到55台,并全面改为新一代设备,新设备可协助客户的每天晶圆曝光量提升15~20 %。

  随着台积电提升资本支出至300亿美元,用于建置5奈米及3奈米EUV产能,三星晶圆代工及记忆体同步扩充EUV生产线,SK海力士加码投资M16工厂,目前已安装完成首条EUV生产线,从2021年下半正式量产1α制程DRAM,而美光可望于2023年~2024年进行转换至1c制程,届时可望加入众家国际大厂EUV设备量产的行列。




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