CXMT 的容量提升 50% DRAM：5 個數字、1 個結論

開場

單一記憶晶片的容量比前一代提高了 50%。這對於已經極為密集的晶片來說是重大進展。五個數字說明了製程如何完成。還有一個未公開的第六個數字，決定了這有多重要。我們將評估全部六個。

你正在看 Wafer Report。晶片如何製造，以及有什麼新發展。到最後你會知道如何根據密度、圖形製程和良率評估任何 DRAM 製程步驟。

背景

公告很簡單。CXMT 已開始大規模生產其第五代 DRAM 製程，稱為 G5。首批產品是二十四 Gb LPDDR5X 晶片，為行動設備製造。二十四 Gb 等於單一晶片上的三 GB。先前可比較的產品容量是十六 Gb。

許多標題稱 G5 為十二奈米製程。這是一個簡化。真實的數字是 11.95 nm，它測量的是一個特定的維度，稱為有源區半間距。這不是邏輯晶片中那種節點名稱的概念。所以我們不會比較名稱。我們會比較測量值。

要評估 DRAM 步驟，我們要問三個問題。位元密度：一個晶片上能放多少位元？圖形製程成本：印製這些形狀有多難，需要多少步驟才能印製這些形狀？良率：最後有多少完成的晶片確實能正常工作？這個影片中的每一個數字都回答其中一個問題。記住它們。

運作方式

首先，看一個 DRAM 單元的圖示。一個電晶體和一個電容器。電容器保持微小的電荷。有電荷表示一。沒有電荷表示零。單一晶片裡有數十億個這樣的單元，排成一個網格。縮小網格，同樣的晶片就能容納更多的位元。這就是全部。

第一個數字。11.95 nm。這是有源區半間距。有源區是晶片中電晶體形成的矽。間距是從一個有源條帶到下一個重複之間的距離。半間距是那個距離的一半。這裡，完整間距是 23.9 nm。這回答了我們的第一個問題，位元密度。間距越小，相同空間裡的單元就越多。

你要怎樣印製這麼緊密的線條？一次曝光無法輕易完成。CXMT 使用四重圖形。想法是將一個困難的圖形分成四個更簡單的，透過重複的沉積和蝕刻步驟建立。最終間距是一次曝光所印製間距的四分之一。CXMT 說它也使用了數位模擬來開發製程。每一個增加的步驟都消耗時間，並增加出錯的機率。這回答了第二個問題，圖形製程成本。

第二個數字。六千七百六十二 nm。CXMT 說其經過 DRAM 最佳化的高 K 金屬閘極製程減少了核心單元陣列的高度到這個數字。以下是我們自己計算的比較。用六千七百六十二除以 23.9。答案約為二百八十三。陣列高度約等於二百八十三個間距長度。其他條件相同，較小的陣列為單元留下更多的晶片面積。

第三個數字。四十五比一。這是儲存電容器的縱橫比。隨著單元縮小，電容器無法保持寬度。所以它變得深。想象一根飲用吸管直立。四十五比一表示深度是寬度的四十五倍。CXMT 說經過修改的製程流程和新材料（未具體說明）使得這成為可能。

SK 海力士說電容器縱橫比將需要超過一百比一，一旦臨界尺寸降到十 nm 以下。所以四十五比一低於該預測的一半。這不是缺陷。這是路上的一個標誌，它顯示還有多少空間在下一個難關之前。

為什麼深度這麼困難？首先，蝕刻。孔洞必須從上到下保持筆直。其次，沉積。薄層必須均勻地覆蓋底部，就像覆蓋頂部一樣。第三，穩定性。高而窄的結構可能傾斜。分析師指出高縱橫比使蝕刻、沉積、機械穩定性和高良率製造的難度大大增加。這是良率風險所在。

第四個數字。50%。這是每個晶片的容量增益。二十四 Gb，相比現有產品的十六 Gb。這是這個故事中兩個 50% 中的第一個。它回答了產品層面的第一個問題。這些晶片有兩種封裝格式，為了不同的行動設備設計。

第五個數字也是 50%。但它是不同的 50%。CXMT 說 G5 至少比前一代產生 50% 更多的晶片（毛數）每片晶圓。看看基線。這是八 Gb 晶片，不是二十四 Gb 產品。所以一個數字計算每個晶片的位元數。另一個計算每片晶圓的晶片數。

現在注意「毛」這個詞。毛晶片是在缺陷篩選前計算的。良率是實際能正常運作的比例。CXMT 未公開良率。所以沒人能計算出每片晶圓的良好晶片數，或每位元的成本。這就像計算進入烤箱的每一條麵包，卻不計算燒焦的。

代表什麼

那對你來說有什麼改變？你能現在用三個問題而不是一個標題來閱讀記憶體公告。而且你能檢查每個數字的單位、其基線和它計算的內容。我們把這應用到 G5。

第一個檢查：這個數字是關於晶片還是晶圓？二十四 Gb 是晶片數字。50% 更多毛晶片是晶圓數字。第二個檢查：什麼是基線？十六 Gb 還是八 Gb？第三個檢查：它是在缺陷篩選前還是之後測量的？這三個檢查能抓住大多數令人困惑的記憶體標題。

現在是結論，每個問題一行。位元密度：強勁。二十四 Gb 每晶片和 11.95 nm 半間距都有報告。圖形製程成本：真正的進展，但成本未知。四重圖形有效，但增加了步驟。良率風險：未知。那個能解決它的數字缺失。這是我們的意見，基於已發布的數字。

這在實踐中可能意味著什麼？一個三 GB 的晶片是一個更大的建置單位。十六 Gb 提供二 GB。設備設計師可以用更少的晶片達到給定的記憶體大小，如果這些產品如聲稱的那樣執行。功耗和速度數據尚未公開，所以我們還無法說它們如何比較。

另一種觀點

這是誠實的限制。沒有良率和每位元成本，生產力無法驗證。而 11.95 只是一個維度。它無法讓我們假定與任何其他製造商的部分相同的速度、功耗或密度。另外，四十五比一遠低於十 nm 以下 DRAM 的預測需求。進展是真實的。前方的路還很長。

重點整理

結論：G5 在密度和圖形製程上是真正的進展，缺失的數字是良率。根據單位、基線和它計算的內容閱讀每個記憶體標題。接下來，我們看看記憶體晶片如何堆疊成高頻寬記憶體。