美光技术领先全球!台积电称赞:美光技术全面超越三星
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美光科技有限公司(Micron Technology, Inc.)是高级半导体解决方案的全球领先供应商之一。通过全球化的运营,美光公司制造并向市场推出DRAM、NAND闪存、CMOS图像传感器、其它半导体组件以及存储器模块,用于前沿计算、消费品、网络和移动便携产品。美光公司普通股代码为MU,在纽约证券交易所交易(NYSE)。
Micron Technology(美光科技):位于美国爱达荷州首府博伊西市,于1978年由Ward Parkinson、Joe Parkinson、Dennis Wilson和Doug Pitman创立,1981年成立自有晶圆制造厂。
LOGO美光科技有限公司(以下简称美光科技)是全球最大的半导体储存及影像产品制造商之一,其主要产品包括DRAM、NAND闪存和CMOS影像传感器。美光科技先进的产品广泛应用于移动、计算机、服务、汽车、网络、安防、工业、消费类以及医疗等领域,为客户在这些多样化的终端应用提供针对性的解决方案。在1990年代初期,美光科技成立Micron Computers(美光电脑)子公司来制造个人电脑,该公司即后来的Micron Electronics(美光电子)。美光1998年亦并购了Rendition公司来制造3D加速芯片。2002年美光卷入了内存价格操纵丑闻。美光于2007年3月21日首次在中国西安成立了工厂,主要生产DRAM和NAND快闪存储器。
日前,台积电董事长刘德音在出席活动时表示,美光的存储技术已经超越三星,一向较少评价同业以及客户的台积电一反常态,引来台积电与美光加深合作的猜测。目前,在NAND Flash领域,美光确有后来居上的态势,美光的176层堆叠3D NAND Flash 开始大量生产,但三星目前仍停留在128层。
而在DRAM技术方面,美光原落后三星,但如今追赶速度加快。今年第一季已领先三星、SK海力士导入1α制程量产,更预计抢先在2022年推进到1β制程。台媒表示,美光与三星的存储龙头之争,未来几年将很有看头。在代工方面,三星一直是台积电的最大竞争对手,但在存储方面,三星拥有优势,以至于一些业内人士认为,如果三星能够在代工过程中充分整合存储优势,将会在与台积电的对抗中保持竞争力。正是基于此,台积电似乎正在谋求同美光的深度合作。
台媒分析指出,台积电与美光的合作,有其客观的产业环境与条件,一方面是全球存储三强中,三星及海力士都是与台湾处于竞争状态的韩国企业,另外日本的铠侠没有DRAM ;至于美光目前生产基地几乎都在台湾,与台湾合作有地利之便,因此美光显然是台积电现阶段的最佳选择。另一方面,台积电需要整合逻辑与存储技术,美光想要扮演更大的整合角色,加上联电与美光的官司诉讼也在日前和解,接下来同美光的合作将可以加速展开。
值得一提的是,刘德音指出,在过去 15 年中,台积电为业界提供先进半导体制程,每两年实现运算效能翻倍。未来随着人工智能的普及,对运算速度与效率的提升都会有更大需求。
根据智慧芽数据显示,截至最新,台积电及其关联公司在126个国家/地区中,共有66248件专利申请。其中,发明专利占99.27%。从专利趋势上来看,台积电的专利年申请量目前最低867件,最高7109件,整体而言台积电的专利申请趋势呈现逐年递增的趋势。此外,根据智慧芽专利行业基准对比数据可知,可以说基本上台积电上述专利平均价值与行业专利平均价值相比,台积电的行业专利平均价值要高出行业平均价值不少,只有极少数低于行业平均价值,占比30%左右.
到目前为止,美光已经将其DRAM生产的很大一部分转移到其1Z制程,该制程为生产存储器提供了更高的位密度和性能,可以有效地降低成本。因此,目前美光表示,它对利润率和产品组合感到相当满意。
美光的1α制程工艺预计将比1Z的位密度提高40%,这将相应地降低生产商的单字节存储成本。此外,该技术据称还能降低15%的功耗,以提高存储器性能。
在美光1α工艺提升的40%位密度中,大约有10%是由DRAM设计效率驱动的,这表明非EUV技术在当前生产过程中还有提升空间。新的1α工艺将如同1Z工艺一样,继续使用6F2位线设计。目前美光已经实施了许多新的工艺制程,以适应小尺寸DRAM的制造。
美光DRAM工艺集成副总裁Thy Tran在被媒体采访时谈到,1α工艺的位密度能显著提高,是因为工艺制程的改进及设计效率的提升,这实现了矩阵效率的提高,也带来了10%左右的存储器性能提升。美光对工艺技术改进了许多,比如大幅度缩小了位线(bitline)、字线(wordline)和网格(grid)。美光能够做到这一点,不仅因为对新工艺制程的积极,也因为它整合了全球各地最新、最好的材料,比如更好的导体材料和绝缘体材料。
最后美光通过沉积、修改或选择性地蚀刻这些新材料来制作设备,缩小节距来使电池电容的容量更大。此外,美光还引入了先进的设备和技术,来改善图案层(patterned layer)。DRAM 1α这项新工艺完成于美国爱达荷州博伊西的美光总部,但工艺制程的开发和制造过程涉及到了全球多个团队。
美光科技技术与产品执行副总裁Scott DeBoer称,采用了新1α工艺的DRAM器件在应用于数据中心、边缘AI和消费电子时,将解决很多问题。一开始,美光会在其位于桃园和台中的晶圆工厂中,使用1α工艺生产8GB和16GB的DDR4和LPDDR4内存,最后该工艺将应用所有类型的内存。
因为DDR5存储设备将具备更复杂的架构,像1α这样的工艺对于下一代DDR5存储设备格外重要。Tran先生说:“我们的1α工艺将逐步部署在我们的产品组合中,并将在2022年成为主要工艺。同时晶圆厂也将逐渐升级,以配合生产,符合行业需求。”