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記憶體

美光現已開始出貨全球首款 1-Beta DRAM

Shigeru Shiratake | 2022 年 11 月

美光的 DRAM、新興記憶體流程和整合與裝置技術公司副總裁 Shigeru Shiratake 分享了美光領先市場 1β(1-beta)DRAM 技術的開發和更新見解。美光以新一代製程節點技術開發、獨步巿場的 LPDDR5X 首批驗證樣品正式量產出貨,為智慧型手機製造商以及晶片龍頭供應商提供有力後盾。

美光創新——從 Alpha 到 Beta

藍色漸層背景上藍光的矽晶圓

自從美光於 2021 年 1 月成為首家開始採用 1α(1-Alpha)製程技術出貨的 DRAM 供應商以來,美光一直是都是 DRAM 市場的技術領導者。2022 年 5 月 12 日,美光分享了關於新一代先進 DRAM 技術的第一個見解。

全新的 1β DRAM 技術是超越現有以 1α DRAM 製程為基礎的領先產品。該技術已準備就緒,正在逐步擴展中,現在以 LPDDR5X 認證樣本的形式運送至我們領先的智慧型手機製造商和晶片組合作夥伴。這是一個關鍵里程碑,讓美光和我們的合作夥伴能夠向前邁進,為下一波創新和令人信服的智慧型手機使用模式帶來新的效能和更好的能源效率。

除了處理器技術和儲存技術之外,記憶體一直是技術發展的關鍵驅動力。透過雲端存取的任何服務,以及幾乎任何被視為智慧的裝置,都需要記憶體技術。從最早的手機支援相機技術,到平板電腦、輕薄筆記型電腦和穿戴式裝置,記憶體技術一直是關鍵推動因素。如果處理器無法快速存取應用程式和資料,技術和新使用者體驗的演進和交付就會受到極大阻礙。隨著製程技術不斷進步以縮小單元和電晶體尺寸,美光實現了更高的記憶體密度、提升能源效率和效能,協助釋放數位化、最佳化和自動化的新機會。儘管未來行動裝置客戶的喜好難以預測,但我們相信新一代 1β DRAM 將開啟新技術使用案例與企業優勢,帶來精彩可期的新局面。

細微的研發帶來強大的領先地位

對於可能不知道的人而言,半導體是採用高度詳細流程開發的,並使用稱為彙總節點的專用工具。這些節點用於製造 DDRDDR5, DDR4、LPDDR、GDDR 等多種新產品。通常,每個節點進展代表晶粒的電晶體和電容器最小元件的進一步縮小,以及先進的 CMOS 採用。

在此案例中,相較於我們前一代 1α 製程節點上的 DRAM 組建,我們新的 1β 製程技術代表每個電晶體的尺寸和功耗有所減少。與之前的領導層 1α 構建的部件相比,1β 測試的初始結果顯示出代代相傳的效能改善和約 15% 的效率提升。這些類型的增益將非常歡迎那些目前在 1β 節點上建立首款 LPDDR5X 且效能高昂但功耗高昂的行動市場客戶。

通常,擁有最先進節點的公司可以建立密度最低、功耗最低或效率最高的 (每位元功率) 元件。因此,雖然記憶體等產品在很大程度上由 JEDEC 標準化,但向擁有最先進的製程節點的美光等公司採購仍有好處。

明確規定:製造尖端半導體非常困難。這一切始於對耗資數十億美元、極度潔淨設施的需求,因為只有在這樣的環境下,才能以無與倫比的精密度與驚人的穩定性,製造出微米級的細微元件。但這只是一個開始。它還要求來自傑出人才的無可匹敵的創新,這些人才設計了設備以及構建設備所需的材料、流程和工具,這些節點。

要打造美光 1β DRAM 等先進半導體,需要超過一千個獨立的程序和測量步驟。在過程中的每個步驟中,一個或多個先進(且昂貴!)機器正在執行關鍵、增量和精確的活動,以放置每個晶圓上數百個晶粒中每個晶體管的超薄、超純材料。然後,這些晶粒經過測試、分離和封裝,成為我們在電腦或每天使用的電子裝置中的 DIMM 上看到的記憶體模組。此外,電路設計創新對於提供低功耗和高速產品至關重要。製程技術與電路設計必須透過大量驗證工作進行協調與最佳化。

這就是我們現今使用 1β 製程技術的地方。我們已採取製造步驟,現在將這些記憶體裝置的第一款出貨給我們的策略智慧型手機客戶,讓他們在準備新一代智慧型手機時,進行開發和測試工作。

辛勤工作和高額投資得到回報

身為技術人員,我總是在團隊和我達成重大里程碑時感到興奮,例如增加新的製程節點。當然,當我們進步並將新技術推向市場時,會更有回報。能夠掌握客戶手中的科技,讓時間、金錢和能源的投資看起來如此合理。當我們運送我們的初始裝置時,我們都知道時鐘開始運作,我們很快就會在市場上看到合作夥伴和客戶的成品,而那就是我們的成就真的來到家。

我們知道我們運用 1β 節點技術實現這次業界首創的突破,但讓我們感到十分驕傲的是,我們得以與市場上需求量最大的一些手機與其他設備商合作,並以我們的技術協助他們的商品上市。

憑藉首款配備 1β 的智慧型手機的完整開發和認證,我們現在可以將重點轉向下一個手邊的任務:將製程技術擴展到我們產品組合的更廣泛部分,超越初始的 LPDDR5X 元件。1β 製程所帶來的性能與功耗效率優勢,可使我們廣泛的產品組合中幾乎所有的市場與記憶體技術客戶皆從中獲益。

當然,我們將持續致力於定義次世代製程節點技術,畢竟,這個產業從未停下向前邁進的腳步!

DRAM EM PI & DT 公司副總裁

Shigeru Shiratake

DRAM 與 EM 設備技術及製程整合公司副總裁 技術研發 Micron Technology, Inc.

白竹茂先生為技術研發部副總裁,負責 DRAM 與新興記憶體的研究開發組織。

白竹先生於 2013 年加入美光,擔任 DRAM 製程整合處的處長。在加入美光之前,他於 2005 至 2013 年期間擔任爾必達(2013 年被美光收購)的高階主管,領導多個 DRAM 計畫。白竹先生在記憶體技術領域已有長達 30 年的經驗,還包括在瑞薩電子與三菱電機等知名企業擔任領導階層職位。

白竹先生發表許多技術論文,同時擁有半導體技術相關的數十種專利。

白竹先生擁有日本山口大學的電子工程學士及碩士學位。

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