不同于系統(tǒng)半導(dǎo)體、NAND Flash已展開10納米時代,DRAM無法輕易突破10納米的高墻。雖然四重曝光(Quadruple patterning;QPT)技術(shù),有利DRAM的先進制程轉(zhuǎn)換,但電容器制程問題是一大難題,由于采用新材料將直接影響生產(chǎn)單價,導(dǎo)致存儲器業(yè)者態(tài)度并不積極。
據(jù)ET News報導(dǎo),日前業(yè)界傳出消息,指出DRAM制程短期內(nèi)恐停滯在20納米的可能性很高。由25納米轉(zhuǎn)進20納米時,追加設(shè)備投資的負擔(dān)不大,但10納米代的制程建設(shè),沒有追加相當(dāng)?shù)念A(yù)算無法完成。
尤其美光(Micron)對于DRAM制程從25納米轉(zhuǎn)換成20納米一事,似乎相當(dāng)猶豫;而三星電子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)等領(lǐng)先企業(yè)的策略,則是優(yōu)先投資系統(tǒng)半導(dǎo)體、NAND Flash制程轉(zhuǎn)換。如此一來,DRAM的10納米時代來臨,恐怕將比當(dāng)初預(yù)期晚。
不久前三星電子將DRAM制程從25納米轉(zhuǎn)換成20納米,業(yè)界對先進制程競爭的關(guān)注也同步升高。半導(dǎo)體專家們認為,20納米的DRAM制程技術(shù)穩(wěn)定之后,將迅速進入10納米制程。
然而進展卻不如預(yù)期,雖然進入10納米的QPT制程費用快速調(diào)降,有利于DRAM制程轉(zhuǎn)換。根據(jù)估計,QPT制程費用比起目前的雙重曝光(Double Patterning;DPT)制程減少15%,然而電容器制程問題卻阻擋了DRAM技術(shù)的進展。
原因在于DRAM越是精細化,電容器形成難度就呈等比級數(shù)增加。欲進行更精細的制程,DRAM表面上電容器面積不能避免地必須減少,電容器若想儲存相同數(shù)量的電荷,只能增加高度讓體積維持相同水準(zhǔn)。
但是電容器若以細長條狀形成,不但容易斷裂,碰觸支柱也會引起故障,此外蝕刻制程也比預(yù)期復(fù)雜。
由此看來,開發(fā)出能夠替代電容器現(xiàn)行素材的新材料,將是開啟DRAM的10納米時代關(guān)鍵。半導(dǎo)體專家表示,若使用新的磁性材料,目前電容器問題可獲解決,但使用新材料會讓半導(dǎo)體晶圓廠產(chǎn)生良率問題,直接影響到生產(chǎn)單價,導(dǎo)致存儲器業(yè)者態(tài)度并不積極。
另一方面,系統(tǒng)半導(dǎo)體與NAND Flash技術(shù)快速進展,也影響業(yè)者的策略。 NAND Flash進入16納米制程已近在眼前,系統(tǒng)半導(dǎo)體也受益于鰭式場效晶體管(FinFET)技術(shù),讓14~16納米先進制程得以應(yīng)用。