电视机刚出现时,所有人都认为这就是未来家居的固定标配了。一台天线电视、一个收音机,是人们对“家具配件”的天花板刚需。随着科技的发展,越来越多的智能家居应运而生, “家具配件”的定义被不断重写,人们的需求和认知也在不断被刷新。这表明在未来科技的驱动下,固有观念是可以被打破的。对美光而言,同样如此,美光持续钻研和不断进取的创新力,是美光持续突破技术瓶颈,保持行业前沿的根本原因。
在第四代10纳米DRAM工艺制程的研发中,美光也率先实现了突破并开始量产1α DRAM产品。创新1α节点,作为美光的“秘密武器”,带来业界功耗最低的移动DRAM,突破制程极限同时实现成本优化,与上一代1z美光移动DRAM相比,它实现15%的节能,通过平衡成本和制程能力,极大地提升用户体验。可以说,1α 节点的DRAM和176层NAND让美光在整个存储领域中处于双线领先的地位。
美光是否有布局新兴的存储技术?在未来,哪种产品和技术具有更强的发展潜力?美光DRAM制程集成副总裁Thy Tran在接受国内多家媒体采访的时候,也对此进行了探讨与分享。
01 瞬息万变:制程的迅猛发展
在本世纪初我们处在180nm节点。大约十年前,我们来到22nm节点。存储行业在节点与节点间往往遵循类似的规律。电路结构是三维的,使用线性的衡量方式并不适合。因此,每一个新字母都代表一个新的制程,它表示性能有了很大的提高。1α DRAM也是美光采用希腊数字命名的第一个10nm级DRAM工艺,随着工艺的推进,DRAM制程已经越来越接近真正物理意义的10nm。此前曾有业者表示,DRAM未来将会走向10nm以下。
未来,美光希望在后续节点(如beta和gamma)中继续这一创新,同样把重点放在制程改进上,并借鉴之前节点的宝贵经验。美光DRAM制程团队也会参考借鉴NAND团队的制程经验——他们已推出了世界上第一款176层3D NAND,取得了业界领先的成就。希望通过整体合作,在未来的节点上继续突破,使美光始终站在DRAM行业创新的最前沿。
02 突破当下:坚持不懈的创新
美光突破技术瓶颈的创新和创举无处不在:新材料,包括更好的导体、更好的绝缘体;用于沉积的新设备方,修改或有选择地去除、蚀刻这些材料。美光的领导团队提供资源和新设备,通过投资提升节点领导优势,从而全方位增强制程能力。
美光将其称之为晶圆厂的制造工厂发展成人工智能驱动的高度自动化工厂,不可不谓之奇迹。美光在世界各地拥有数以万计的科学家和工程师,致力于开发大家每天使用的内存、存储和加速器技术。我们设计电路、光掩膜技术、制程技术和封装技术,涉及从硅片到系统的各个领域。此外,美光拥有世界上最先进的智能工厂,世界经济论坛将美光新加坡和台湾地区工厂加入其Global Lighthouse Network(全球灯塔工厂网络),该网络包括了在应用第四次工业革命技术方面发挥了领导作用的很多领先制造商。
03 未来开发:理性的平衡新兴技术与成本
对于应用来说,内存和存储技术存在一个典型的性能与容量三角关系。三角形的顶部是DRAM,对于要求最苛刻的易失性应用,DRAM在数据延迟和耐久性方面是最好的。三角形的底部是闪存技术(TLC、QLC),它们是块存储应用的最佳选择。随着大量资本投资于创新设计,美光认为DRAM和NAND未来十年仍然会占据这种架构的顶部和底部。
美光不断探索新兴的内存技术。研究(如下所示)表明,DRAM仍然最适合低延迟易失性应用。MRAM,例如STTRAM,具有易于与逻辑半导体制程集成的优点,然而STTRAM的数据延迟和能耗稍高于DRAM,耐久性也差一些,并且在密度方面还存在设计实现难点。因此,业界是否会采用Logic+STTRAM还有待观察。RRAM确实是一种有趣的低延迟块存储技术,但目前还难以确定其面密度的经济性是否能带来广泛的市场部署。
图示:美光对新兴内存技术的比较*
*基于美光的内部研究评估
展望未来,美光将不断探索新兴的内存技术,但总的说来,新内存技术的研究和创新是非常激动人心的,但要赶超DRAM和NAND尚需时日。
正如180nm不会是曾经的极限一样,10nm也不会是DRAM制程的极限。
美光,一直在为突破极限而奋斗着。