今天小編分享的科技經驗:韓國芯片,危險!,歡迎閲讀。
2 月 26 日,美光宣布已率先向生态系統合作夥伴及特定客户出貨專為下一代 CPU 設計的 1γ ( 1-gamma ) 第六代 ( 10 納米級 ) DRAM 節點 DDR5 内存樣品。
在半導體行業的激烈競争中,美光率先量產第六代 DRAM 芯片的消息,一時間引發業界關注。這一突破性的進展,不僅展示了美光在技術研發上的強大實力,也為其在未來的市場競争中赢得了先機。
一直以來,三星和 SK 海力士在 DRAM 市場中占據着重要地位,而美光此次成功突圍,率先推出第六代 DRAM 芯片,或将打破原有的市場格局。
DRAM 角逐:美光反超三星和 SK 海力士
美光此次推出的 1γ DRAM,在性能方面實現了全方位的突破,每一項提升都直擊當下科技發展的痛點與需求。
據了解,美光 1γ DRAM 節點的這一新裏程碑将推動從雲端、工業、消費應用到端側 AI 設備(如 AI PC、智能手機和汽車)等未來計算平台的創新發展。美光 1γ DRAM 節點将首先應用于其 16Gb DDR5 DRAM 產品,并計劃逐步整合至美光内存產品組合中,以滿足 AI 產業對高性能、高能效内存解決方案日益增長的需求。
美光基于 1γ 節點的 16Gb DDR5 產品 DDR5 内存速度可達 9200MT/s,較上一代提升 15%,可滿足數據中心、端側 AI 設備對高性能計算的需求。同時,美光的 1γ 節點采用了新一代高 K 金屬栅極 CMOS 技術,結合設計優化,功耗降低超 20%,并顯著改善熱管理性能。此外,新一代内存通過極紫外光刻(EUV)與工藝創新,使比特密度提升超 30%,有效提升内存供應效率。
美光聲稱,它是第一個出貨第六代 1γ DRAM 節點的公司,該節點最小幾何尺寸在 19nm 和 10nm 之間。随着 DRAM 制造商開始生產 10nm 級 DRAM,他們放棄了納米測量,轉而采用 1x、1y、1z,現在又采用 1α、1β 和 1γ。三星和 SK 海力士将該序列标記為 1x、1y、1z,然後是 1a、1b 和 1c。
據美光消息透露,AMD 和英特爾已經開始在其伺服器和消費處理器上驗證 1γ DRAM 的使用。這是認證過程中的關鍵步驟,可能會帶來大規模生產訂單。美光在 DRAM 技術方面的進步與高性能計算和 AI 應用日益增長的需求在戰略上保持一致,高帶寬内存在其中發揮着關鍵作用。
不難看到,美光在經過多代驗證的 DRAM 技術和制造策略的基礎上,成功打造出優化的 1γ 節點。1γ DRAM 節點的創新得益于 CMOS 技術的進步,包括下一代高 K 金屬栅極技術,它提升了晶體管性能,實現了更高的速率、更優化的設計以及更小的特征尺寸,從而帶來功耗降低和性能擴展的雙重優勢。
此外,通過采 EUV 光刻技術,1γ 節點利用極短波長在硅晶圓上刻畫出更精細的特征,從而獲得了業界領先的容量密度優勢。同時,通過在全球各制造基地開發 1γ 節點,美光可為行業提供更先進的技術和更強的供應韌性。
美光的率先突圍,讓 DRAM 市場的原有格局,迎來新衝擊。
據業内人士 1 月 17 日透露,SK 海力士近日完成了 10nm 級第六代 1c DDR5 的量產認證(MS Qual,Mass product certification)。量產認證又稱批量資格認證,是指連續幾個批次的生產結果全部滿足質量及良率要求,可以進行全面量產時,頒發的認證證書。
SK 海力士 CTO 兼未來技術中心副總裁車善勇在 1 月 15 日舉行的全體會議上也表示," 一旦将 1c DDR5 管理從開發部門轉移到制造部門的過程完成,預計将于 2 月初開始全面量產。"
此前一直就有消息傳出,SK 海力士将于今年 2 月份在全球率先采用 10nm 級第六代(1c)精細工藝量產 DRAM(目前 SK 官網仍未正式宣布該產品量產的相關消息)。這使得 SK 海力士自去年 8 月開發出全球首款采用 1c 的 16Gb DDR5 DRAM 以來,直至量產,始終保持全球第一的頭銜。
在業界最先進工藝第六代 10nm 級 DRAM 的開發和量產方面,美光的量產時間基本可以視為與 SK 海力士持平,均領先于競争對手三星電子。
三星電子歷來是存儲技術的領導者,但其 10nm 級第六代 DRAM 如今尚未完成。最初,三星宣稱其第六代 10nm 級 1c DRAM 制程于 2024 年年底完成開發并計劃量產。但後續生產良率未提升,致使開發時間延遲了約半年,推至 2025 年 6 月。
在這六個月期間,三星預計将良率提升到 70% 左右。按照業界過往經驗,每一代制程的開發周期通常在 18 個月左右。不過,三星自 2022 年 12 月開發出第五代 10nm 級 1b DRAM 制程,2023 年 5 月宣布量產後,就再也沒有 1c DRAM 的消息傳來。
最近,又有消息指出,三星電子正決定重新設計尖端的 1c DRAM 芯片。這一決定無疑增加了三星電子在搶占尖端 DRAM 業務市場方面面臨挑戰的可能性。從頭開始重新設計 DRAM 需要花費大量時間,需要徹底重新設計電路,并且必須對量產所需的掩模和組件進行額外的重新設計。
整體來看,在 DRAM 市場的長期競争中,三星和 SK 海力士一直是美光強有力的競争對手。在 DRAM 市場排名第三的美光科技,在技術上實現了飛躍,搶先于競争對手三星電子,甚至 SK 海力士出貨了 10nm 級第六代 1γ DRAM 產品,為其市場份額的提升帶來了巨大推動力。
從市場數據來看,美光在 DRAM 市場的份額呈現出顯著的增長趨勢。據 TrendForce 數據顯示,2024 年第三季度,美光的 DRAM 市場份額從上一季度的 19.6% 升至 22.2%。與此同時,三星和 SK 海力士的份額分别小幅下降至 41.1% 和 34.4%。
HBM 賽道:SK 海力士領先、美光趕超、三星衰落
另一方面,三星此次第六代 1c DRAM 制程的延遲不僅影響了其核心產品 DDR5 内存的量產時間,也波及了其高帶寬内存(HBM)的開發。
通常 DRAM 制程從開發完成到量產的時間為 6 個月,如果三星今年 6 月完成第六代 10nm 級 1c DRAM 的開發,那麼實際量產的時間大概在 2025 年底。而這樣的情況,幾乎會影響到三星目前正處于關鍵時期的 HBM 產品的發展,意味着三星原計劃于 2025 年下半年量產的第六代 HBM4 将面臨非常大的不确定性。
與 SK 海力士選擇穩定方法,将第五代 10nm 級 1b DRAM 制程用于 HBM4 的方式有些許不同,三星展現出躍進的決心,打算将第六代新工藝 1c DRAM 首先用于 HBM4,以快速提高性能和能效。但要達成目标,最重要的就是盡快量產,1c 工藝 DRAM 的量產将影響三星 HBM4 的工作進度。
因此,三星先前宣布在 2025 年下半年将 1c DRAM 制程用于 HBM4 并量產的規劃或将落空,給三星在 HBM 市場的競争力帶來影響。
反觀美光,美光目前已向英偉達的 AI 芯片供應 8 層 HBM3E 芯片,盡管其市場份額仍遠低于 12 層 HBM3E 芯片的領導者 SK 海力士,但領先于三星電子的 HBM 產品和市場進度。
近日還有消息指出,美光即将開始量產其 12 層堆棧的 HBM,并将其供應給領先的 AI 半導體公司英偉達。
美光表示:" 我們繼續收到主要客户對美光 HBM3E 12-Hi 堆棧的積極反饋,盡管功耗比競争對手的 HBM3E 8-Hi 低 20%,美光的產品依然提供 50% 更高的内存容量和行業領先的性能。"
12 層 HBM3E 堆棧預計将用于 AMD 的 Instinct MI325X 和 MI355X 加速器,以及 Nvidia 的 Blackwell B300 系列計算 GPU,服務于 AI 和 HPC 應用。
而相比之下,三星電子最近才進入 8 疊層 HBM 產品的小規模量產階段,尚未通過 12 疊層產品的測試。三星計劃在近期向英偉達發送 12 層堆棧 HBM 樣品產品,但最終交付仍需獲得批準。
然而,美光在趕超了三星電子之後,如今還正努力在今年晚些時候幾乎與 SK 海力士同步量產 16 層 HBM3E。
一位業内人士透露," 美光正在對量產設備進行最後評估,并在關鍵制造設備上進行了大量投資 "。有分析人士預測,美光去年仍為個位數的 HBM 市場份額,将有望在 2025 年達到兩位數。
實際上,美光傳統上在 HBM 領網域處于弱勢。但在 2022 年大膽放棄了 HBM3 的量產,美光将精力集中在了 HBM3E 内存的研發和改進上。這一決策收獲了豐碩的成果,使美光獲得了 HBM 最大需求方英偉達的訂單,并開始向英偉達出貨 HBM3E 内存。
目前 HBM 需求處于頂峰,而美光自己也透露,2025 年生產線已被預訂一空。
毫無疑問,HBM 是過去一年多時間裏最熱門的 DRAM 技術和產品,三星、SK 海力士和美光圍繞着它展開了一場 " 三國大戰 "。
SK 海力士成為了這一行業的領頭羊,正在不斷鞏固自己在這個利基市場的領導地位。據悉,SK 海力士正在加快開發 HBM4 以滿足英偉達的要求,目标是在年内完成,并計劃于 2026 年實現量產。
美光首席财務官 Mark Murphy 預計,美光下一代 HBM4 将在 2026 年量產,同時還在推進 HBM4E 的開發。
而三星明顯落後于上述兩家廠商,其向英偉達供應 HBM3E 的進程出現了延遲,押注 10nm 第六代 1c DRAM 和 HBM4 的進展,也無疑使三星陷入困境。
值得注意的是,三星在為其第六代 1c DRAM 量產做準備的同時,一場圍繞着 DRAM 的新角逐,正在隆重上演。
據 Business Korea 報道,三星電子已開始建設一條新型試驗線,該測試線被稱為 "one path" 線,以提高公司在 10nm 級别上的第七代 DRAM 的產量,預計将于 2025 年第一季度完工。
也就是説,三星在第六代 DRAM 還沒進入量產階段前,就已經開始為第七代 DRAM 建置廠房。外界認為,三星此舉是為明年重奪優勢而提前進行投資。由于三星在包括 DRAM 以及 HBM 在内諸多存儲領網域逐漸失去領導地位,提前開始下一代試產線的建設可能是公司迫切希望重新獲得競争力的舉措。
美光,再下一城
與此同時,美光還在低功耗 DRAM 領網域嶄露頭角,這一領網域也是半導體行業的關鍵競争戰場。
據報道,美光将為三星 Galaxy S25 提供大部分初期批次的内存芯片,其 LPDDR5X 芯片在功耗效率和性能上據稱優于三星自家產品,同時也解決了三星内存芯片發熱量過大的問題。這也是三星 Galaxy 系列首次由非三星的公司成為主要内存供應商,而三星半導體将僅作為第二内存芯片供應商。
美光作為全球領先的獨立内存芯片制造商,在 LPDDR 市場已經取得了顯著成就:
早期布局:早在 2022 年,美光就推出了首款基于 10nm 級 1b 工藝的 LPDDR5X,并将其應用于蘋果 iPhone 15 系列手機中。
廣泛合作:除了為三星 Galaxy S25 供貨外,美光還參與了多個重要項目,例如為 NVIDIA Blackwell GB200 AI 加速器提供了 16 顆 LPDDR5X 芯片等。
盡管如此,這一消息還是引發了業内的廣泛關注,因為美光作為三星的競争對手,在過去十多年裏一直充當三星的第二大内存供應商,而這次卻被提升為主要供應商。這一決定顯然是基于價格、性能、功耗等多方面的考慮,尤其是在 DRAM 芯片領網域,三星的競争力似乎正面臨挑戰。
一直以來,三星電子的半導體部門(特别是三星 MX)在全球内存芯片市場中占據了領先地位,尤其在高端手機市場,其内存芯片幾乎成為了智能手機的标準配置。但近年來,三星在内存芯片的技術進步上似乎有所滞後,尤其是在低功耗 DRAM 和 HBM 的技術上,逐漸被美光、SK 海力士等競争對手迎頭趕超。
相比之下,美光近年來加大了對技術創新的投入,推出了一系列更高效、更穩定的 DRAM 芯片,成功彌補了在性能和功耗方面的差距。
此外,美國渴望擴大半導體自給自足率,在這一大背景下美光也獲得了美國政府大量資金支持,得以新建大型存儲晶圓廠。與韓國同行相比,在美國《芯片與科學法案》的推動下,使得美光擺脱了資金和生產能力有限的困境。
去年,美光從美國商務部獲得了 61.65 億美元的補貼,這是其在愛達荷州和紐約州 1250 億美元設施投資的一部分。
今年早些時候,美光宣布将在新加坡裕廊建設一座價值 70 億美元的先進封裝設施,用于 HBM 生產,該設施将為英偉達和博通供貨。此外,美光計劃到 2027 年在日本廣島建立 HBM 生產設施,預計美光的 HBM 生產能力将從 2024 年底的每月 2 萬片晶圓增加到 2025 年底的每月 6 萬片晶圓,增長三倍。
與此同時,美光的美國身份也使其更容易接觸英偉達、英特爾、AMD 等 AI 芯片企業,便于拿下更多的 HBM 訂單。
傳統上,美光在通用 DRAM 領網域排名第三,如今在 DRAM、HBM 和低功耗内存等定制半導體領網域取得了顯著突破。此前并未将美光視為重大威脅的韓國存儲器公司,正密切關注其進展。
美光的崛起或将對整個存儲市場格局產生了深遠影響,市場競争變得更加激烈,各大廠商為了争奪市場份額,會不斷提升產品性能、降低成本,這将推動整個行業的技術進步和產品更新。
然而,三星能否在内存芯片領網域重新奪回市場份額,還需看其如何應對當前的技術困境和市場挑戰。除了在 DRAM 芯片的技術創新上進行投入,三星還需要在成本控制、制造能力、良率等諸多方面做出相應的調整,以确保在激烈的市場競争中扭轉局勢。
DRAM,全面邁入 EUV 時代
在美光 1γ DRAM 的輝煌成就背後,EUV 光刻技術的作用舉足輕重。
EUV 光刻能夠實現更高的分辨率,讓 DRAM 芯片中的晶體管尺寸進一步縮小,從而在相同的芯片面積上集成更多的晶體管,提高了芯片的性能和存儲容量。通過 EUV 光刻技術,美光成功地将 1γ DRAM 的容量密度產出較上一代提升 30% 以上。EUV 光刻技術還減少了多重光刻步驟,相較于傳統光刻技術在制造先進芯片時需要多次曝光和圖案疊加,這不僅增加了生產成本,還容易引入誤差。而 EUV 光刻技術可以在一次曝光過程中完成更復雜的圖案刻畫,大大提高了生產效率和芯片的良品率。
目前,美光在日本的晶圓廠生產 1γ DRAM,該公司的第一台 EUV 工具于 2024 年在日本安裝。随着美光 1γ 内存產量的提高,它将在日本和台灣的晶圓廠增加更多 EUV 系統。
美光 DRAM 技術路線圖也顯示,1γ 之後,美光也将在 1δ 工藝中采用 EUV 技術,同時美光在未來幾年将發展 3D DRAM 的架構,以及用于 DRAM 生產的 High-NA EUV 光刻技術。
AI 浪潮下,存儲市場 DRAM 芯片正朝着更小、更快、更好的方向發展,EUV 光刻機擔當重任。
早在多年前,三星和 SK 海力士就已引入 EUV 光刻機生產 DRAM 芯片。作為全球存儲器市場的主要玩家之一,美光在采用 EUV 光刻技術方面略顯保守,是業内最後一家采用該最先進技術的公司。
如今,随着美光采用 EUV 光刻技術生產 DRAM,宣告着 DRAM 芯片制造全面進入 EUV 時代,也使得 DRAM 市場對 EUV 光刻機的需求進一步攀升,促進 EUV 光刻機技術的研發和創新。
寫在最後
美光率先量產第六代 DRAM 芯片并在 HBM 領網域取得的進展,不僅展示了其在技術創新和市場競争中的強大實力,也為整個半導體行業的發展帶來了新的活力和調整。
尤其是在 DRAM 和 HBM 市場,美光的突破或将打破原有的市場格局,加劇市場競争。美光計劃在 2025 年将其 HBM 市場占有率提高到 20%-25% 之間 ,這一目标将對 SK 海力士和三星在 HBM 市場的主導地位構成挑戰。
過去幾年,曾經笑傲市場幾十年的霸主似乎不復往日輝煌,英特爾經歷了史上最大裁員和股價暴跌,三星在 HBM 上舉步維艱,連 DRAM 微縮技術也不復領先,而 SK 海力士則在潛心經營多年 HBM 後獲得了豐厚回報。
至于美光,在近年來頗為強勢的攻勢下,再給了韓國存儲芯片巨頭當頭一棒。