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記憶體

前有首創 alpha,後繼首創 beta:全球首款 1-Beta DRAM 出貨中

Shigeru Shiratake | 2022 年 11 月

美光技術開發部門 DRAM 暨 EM 裝置技術與製程整合企業副總裁白竹茂先生分享了美光領先市場的 1β(1-Beta)DRAM 技術的發展與出貨的最新情況。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

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。美光在 2022 年 5 月 12 日首次就次世代先進 DRAM 技術分享見解。

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。這項技術已準備就緒,生產腳步於是加快,現在 LPDDR5X 驗證樣品正量產出貨,為主導巿場的智慧型手機製造商和晶片合作夥伴持續供貨。這個重要的里程碑,使美光與我們的合作夥伴能夠向前邁進,為智慧型手機的下一波創新應用與新型態使用模式,帶來全新性能表現與更優質的功耗效率。

記憶體技術與處理器、儲存技術相同,一直是科技發展的關鍵驅動力。任何透過雲端存取的服務以及幾乎所有被視為「智慧型」的裝置,皆需要記憶體技術。從最早手機支援攝影機技術的能力到平板電腦、輕薄筆電以及可穿戴式設備的推出,記憶體技術一直是關鍵推力。如果處理器無法快速存取應用程式與資料,技術發展與新型態應用就會受倍受阻礙。隨著製程技術的每一次進步,縮小單元和電晶體的尺寸,美光得以提升記憶體密度,改善功耗效率及提升性能,並為數位化、最佳化與自動化解鎖全新商機。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。

藍光照在圓形網狀物上

細微的研發帶來強大的領先地位

有些人或許還不知道,半導體是以精密製程搭配統稱為節點的專門工具開發而成的。這些節點用於指稱製造世代或更多的新產品,例如 DDR5 、DDR4、LPDDR、GDDR 等等。通常,每次節點進展即代表進一步縮小晶粒中電晶體與電容器的最小元件,以及先進 CMOS 的採用。

在這種情況下,我們全新的 1β 製程技術與我們上一代 1α 製程節點製造的 DRAM 相比,每個電晶體尺寸與功耗皆有所降低。1β 的初步測試結果顯示,與先前領先的 1α 製程構建的零件相比,性能有了大幅度的改善,效率也提升了約 15 %。這些類型的優勢對於那些渴求性能卻注重功耗的行動市場客戶而言將會是非常受歡迎的,而他們現在更達成了首款在 1β 節點上製造的 LPDDR5X 。

通常,擁有最先進節點技術的公司能夠製造出密度最高、功率最低或效能最高(Power per bit)的零件。因此,雖然這類記憶體產品大部分是由 JEDEC 訂立標準化規範,但向美光等擁有最先進製程節點的公司採購也有獨特優點。

非常顯而易見的,製造尖端半導體極為困難。首先需要有造價數十億美元的無塵設施,能夠以無與倫比的精密度與驚人的一致性製造出極其微小的元件。而這只是開頭而已。它還需要傑出的人才對於設計設備、製造設備所需的材料、製程與工具進行無與倫比的創新,才能在節點上推動創新。

製造美光 1β DRAM 等先進半導體,需要經過一千多道獨立製程與測量步驟。在每個步驟中,一台或多台先進(而且要價不斐!)的機器正在執行關鍵、漸進與精確的活動,這些活動需要放置如原子般細小的超純材料,而這些材料構成每個晶圓上的數百個晶粒之中的每一個電晶體。然後如同我們在日常使用的電腦或電子設備中的 DIMM 上所看到的記憶體模組,這些晶粒也一樣會經過測試、分離和包裝。此外,電路設計創新對於提供功耗更低且速度更快的產品更是至關重要。製程技術和電路設計必須透過大量的驗證工作加以協調並最佳化。

這正是我們今日在 1β 製程技術的現況。我們已進入到製造階段,現在對於正準備生產次世代智慧型手機的客戶們,我們配送了第一批用於開發與測試工作的記憶體設備。

辛勞有成,高額投資終得回報

身為一名工程人員,當我與我的團隊達成一個重要的里程碑,像是提升至一個全新的製程節點,我總是十分興奮。當然,當我們有所進展並向市場推出全新技術時,獲得的成就感更是別具意義。能夠見證客戶使用的我們技術,團隊所投入的時間、金錢和精力也都值得了。當我們第一次出貨時,我們知道時間已開始運轉,很快地就會在市場上看到我們合作夥伴與客戶的成品,這時就是我們真正的成就達成之時。

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。

隨著首批配備 1β 技術的智慧型手機的研發與認證,我們現在得以將所有精力投入目前的下一個任務:將此製程技術普及至我們更廣泛的產品組合中,而不僅止於應用於最初的 LPDDR5X 元件上。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!

CVP, DRAM EM PI & DT

Shigeru Shiratake

Corporate Vice President, DRAM & EM Device Technology and Process Integration Technology Development Micron Technology, Inc.

Shigeru Shiratake is the Corporate Vice President for Technology Development’s DRAM and Emerging Memory research development organization.

Shiratake joined Micron in 2013 as the Section Director of the DRAM process integration organization. Prior to joining Micron, Shiratake was an executive of Elpida Memory (acquired by Micron in 2013) between 2005 – 2013, leading several DRAM programs. Shiratake experience spans 30 years in the memory technology sectors, and includes additional leadership positions with Renesas Technology Inc., and Mitsubishi Electric, Corp.

Shiratake is a published author of many technical papers, holds dozens of patents pertaining to semiconductor technology.

Shiratake holds a Bachelor’s and Master’s of Science in Electronic Engineering from Yamaguchi University, Japan.