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技術(shù)創(chuàng)新開啟綠色存儲(chǔ)時(shí)代
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作為全球尖端半導(dǎo)體解決方案的領(lǐng)先企業(yè),三星電子于3月11日宣布正式量產(chǎn)采用20納米制程技術(shù)的世界最小型4Gb DDR3 DRAM(第三代內(nèi)存)。美國(guó)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)高德納(Gartner)預(yù)測(cè),全球DRAM市場(chǎng)產(chǎn)值將由2013年的356億美元增長(zhǎng)至2014年的379億美元。三星電子成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)20納米4Gb DDR3 DRAM,既為半導(dǎo)體制程技術(shù)立了一個(gè)新的里程碑,同時(shí)也為自身鞏固市場(chǎng)領(lǐng)先地位提供了技術(shù)保障。技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)突破
三星電子利用現(xiàn)有的ArF浸入式光刻機(jī),克服了20納米DRAM微細(xì)化的技術(shù)限制,開創(chuàng)了內(nèi)存存儲(chǔ)器制造技術(shù)的新紀(jì)元。NAND閃存的基本存儲(chǔ)單元由一個(gè)晶體管構(gòu)成,而DRAM則由一個(gè)電容器和一個(gè)晶體管串聯(lián)構(gòu)成,因此后者更難實(shí)現(xiàn)制程技術(shù)的微細(xì)化。然而,三星電子通過對(duì)芯片設(shè)計(jì)和制程技術(shù)的改良,創(chuàng)新性地研發(fā)出改良版雙重照片曝光技術(shù)(Modified Double Patterning)和超薄介電層成型技術(shù)(Atomic layer deposition),順利實(shí)現(xiàn)了20納米4Gb DDR3 DRAM的量產(chǎn)。
改良版雙重照片曝光技術(shù)僅利用現(xiàn)有的光刻機(jī)設(shè)備即可生產(chǎn)20納米DDR3 DRAM,同時(shí)為下一代10納米級(jí)DRAM的量產(chǎn)做了核心技術(shù)儲(chǔ)備。電容器單元的介電層不僅超薄,而且前所未有的排列均衡,確保了基本存儲(chǔ)單元的優(yōu)越性能。
在這些新技術(shù)的基礎(chǔ)上,新一代20納米DDR3 DRAM的生產(chǎn)率比25納米DDR3 DRAM提高了30%以上,更比30納米級(jí)DDR3提高了超過一倍。由于DRAM芯片通過切割大小相同的晶圓制造而成,線的直徑越小,芯片就越小,同樣的材料和時(shí)間就能制作出更多芯片。基于20納米的DDR3 DRAM更大的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省用電,電路越纖細(xì),所耗電力越少,20納米DRAM模組的耗電量相比基于25納米DDR3降低了25%,從而可以為信息技術(shù)企業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)的超節(jié)能綠色信息技術(shù)解決方案。
展示實(shí)力擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)
三星電子此次量產(chǎn)20納米4Gb DDR3 DRAM的另一成功要素是充分利用原有設(shè)備量產(chǎn)新產(chǎn)品。要開發(fā)新的微細(xì)工藝,置辦一系列生產(chǎn)設(shè)備,需要投入數(shù)千億韓元乃至數(shù)萬億韓元資金。但三星電子通過獨(dú)家改良勾畫半導(dǎo)體線路的光刻技術(shù),找到了可以有效利用原有設(shè)備的途徑。而這對(duì)于半導(dǎo)體企業(yè)來說至關(guān)重要,因?yàn)槿请娮釉?jīng)的競(jìng)爭(zhēng)者爾必達(dá)、茂德、力晶、南亞科技都因?yàn)殡y以承受新工廠、新機(jī)器高達(dá)數(shù)十億美元的前期投入而不得不陸續(xù)退出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
三星電子成功量產(chǎn)20納米4Gb DDR3 DRAM之后,將進(jìn)一步拉大與競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)之間的差距,展示其在半導(dǎo)體領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。市場(chǎng)調(diào)查企業(yè)DRAM eXchange公布的數(shù)據(jù)顯示,三星電子2013年在全球DRAM市場(chǎng)的份額為36.7%,在Nand閃存市場(chǎng)的份額為38.4%,在存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)穩(wěn)固占據(jù)著第一的位置。截至2000年代末,DRAM市場(chǎng)還是韓國(guó)企業(yè)、日本爾必達(dá)、德國(guó)奇夢(mèng)達(dá)、美國(guó)美光、臺(tái)灣南亞與力晶等共同角逐的舞臺(tái)。其中,德國(guó)奇夢(mèng)達(dá)和臺(tái)灣力晶等企業(yè)因?yàn)橛玫陀诔杀緝r(jià)的價(jià)格進(jìn)行“出血競(jìng)爭(zhēng)”,最終于2010年前后宣告破產(chǎn)。日本爾必達(dá)也在2013年破產(chǎn),企業(yè)名稱由爾必達(dá)變?yōu)槊拦馊毡尽D壳?,在存?chǔ)芯片市場(chǎng)上,只有SK海力士和美國(guó)美光依然沒有放松追擊三星電子的腳步。
面向未來持續(xù)推進(jìn)研發(fā)
業(yè)界認(rèn)為,量產(chǎn)20納米級(jí)DRAM將使三星進(jìn)一步強(qiáng)化行業(yè)主導(dǎo)權(quán)。包括日本工廠在內(nèi),美光2013年第四季度20納米生產(chǎn)工程的比重也只占整體的21%,大幅落后于三星電子(68%)和SK海力士(63%),差距在兩年以上。韓國(guó)產(chǎn)業(yè)研究院研究報(bào)告顯示,相較于已經(jīng)停滯的電腦市場(chǎng),量產(chǎn)的20納米DRAM將主攻成長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁的手機(jī)設(shè)備市場(chǎng)。隨著移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)的擴(kuò)大,三星電子半導(dǎo)體部門的業(yè)績(jī)也會(huì)大幅上升。
三星電子存儲(chǔ)芯片事業(yè)部戰(zhàn)略營(yíng)銷部門負(fù)責(zé)人全永鉉表示,將低耗電的20納米DRAM用到電池容量有限的智能手機(jī)或平板電腦上,可以提高設(shè)備效率,由于售價(jià)相對(duì)較高,利潤(rùn)空間也相對(duì)較大。其將在包括電腦和移動(dòng)市場(chǎng)在內(nèi)的信息技術(shù)領(lǐng)域迅速站穩(wěn)腳跟,并進(jìn)一步占據(jù)主流地位。今后,三星電子將繼續(xù)領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推出下一代大容量DRAM和綠色存儲(chǔ)方案,為世界信息技術(shù)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)做出貢獻(xiàn)。全永鉉表示,三星電子將在未來致力于研發(fā)10納米級(jí)的新一代DRAM產(chǎn)品,突破半導(dǎo)體技術(shù)的瓶頸,持續(xù)推進(jìn)存儲(chǔ)器市場(chǎng)的發(fā)展。
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