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06-18
作者：摩尔新文 在今日举行的中国闪存技术峰会（CFMS）上，长鑫内存副总裁、未来技术负责人平尔轩博士评估实验室他发表了题为《DRAM技术趋势与行业应用》的演讲，披露了DRAM技术的当前发展现状和未来趋势。
作为中国DRAM产业的领军者，长鑫存储正在加速从DRAM技术追赶者向技术领先者转型，利用自主研发的DRAM技术和专利，引领中国实现DRAM零突破。
DRAM技术的发展现状平尔轩博士在会上表示，我们现在生活的数据社会是在IC的支持下建立的，而冯诺依曼架构是这些数据计算的基础。
该架构的一个特点是数据存储在内存 DRAM 中。
CPU按照一定的规则获取内存中的数据，进行计算，然后通过显示器等外围设备将结果呈现出来。
“随着数据量的增加，处理数据的能力需要加强，因此需要强大的CPU。
同时，内存的数据容量也必须增强，读写速度也必须提高因此，近期对DRAM的需求肯定会持续增加，DRAM的前景非常看好。
2020年将出现复苏，增长率为9.87%，这也印证了平博士在会议上介绍的观点，所谓的DRAM就是基于电容存储电荷原理的密集排列的阵列。
自从20世纪60年代发明以来，DRAM的容量和尺寸与过去相比迅速增长，如今，DRAM的面积可以比指甲盖还小。
容纳80亿个存储单元。
按照8个存储单元计算，可以存储1个字母，也就是说一颗芯片可以存储8亿个字母。
并且这些数据可以在几秒内以 6Gb/秒的速度读写。
这些变化的背后是DRAM技术多次“进化”的结果。
从平博士的介绍中我们知道，DRAM技术在发明后的几十年里经历了从早期简单的平面结构到在空间中争取表面积的沟槽电容器和堆叠电容器结构的转变。
这主要与产能增加的需要以及制造方法的限制有关。
Ping博士解释说，早期的DRAM芯片由于其线宽比较大，因此有足够的平面面积来产生足够的电容值。
然而，随着线宽减小，表面积逐渐减小。
以往的技术无法满足所需的电容值。
因此，DRAM开始走向空间结构，争取更大的表面积。
向上和向下两条技术发展路线同时演化和共存。
已近三十年。
最终，堆叠架构获胜。
“造成这一结果的一个重要原因是沟槽式架构面临几个技术难题：首先，沟槽式仅限于单面表面积，而堆叠式可以使用双面表面积。
沟槽式结构快速达到蚀刻深度。
宽度比例限制；其次，高介电材料的应用受到沟槽型介质和高温工艺的限制。
传统材料SiO和Al2O3在高温下可以具有低漏电特性，因此它们更适合沟槽型结构，但与HfO和ZrO一样。
这些高介电常数材料的漏电在高于℃的温度下会增加很多，并且不能用于制造需要在沟槽结构中进行高温处理的晶体管。
”平博士还提到，在DRAM技术的演进过程中，曾经有DRAM巨头奇梦达提出的埋栅晶体管概念，也为整个行业做出了巨大的贡献。
他表示，这项技术也利用空间来提高随着线宽的减小，这种改进的需求越来越大。
“回顾堆叠架构的发展历史，展望未来的发展趋势，我们可以发现现在的DRAM都采用了这种技术。
密集排列的电容和埋入式字线晶体管，甚至是未来3-5代的DRAM。
” 探讨DRAM的未来发展 在谈到DRAM技术的未来发展时，平博士首先强调，DRAM已经通过改进，我们可以突破极限，例如引入EUV和HKMG晶体管来减少线宽并增强外围电路性能是DRAM行业的一个选择。
这将维持未来几年DRAM技术的发展，满足大数据时代的需求。
首先，在EUV方面，平博士指出，EUV是继纳米浸没式扫描仪之后的又一次光刻机革命。
可以满足连续收缩过程中对工艺精度日益提高的要求。
DRAM是一种非常密集的堆叠设计，并且具有非常严格的信号要求。
任何微小的偏差都会导致信号丢失。
这意味着EUV技术的出现对DRAM技术的扩展有很大的作用：比如进一步减小线宽以提高存储密度。
“EUV主要针对阵列。
然而，外围电路的增强和缩小也是DRAM技术近期发展的另一个机会。
”平博士补充道。
他表示，DRAM的外围电路几乎有一半，其中一半用于逻辑电路。
过去，这部分CMOS一直采用传统的SiON/Poly Si Gate堆栈。
但这个堆叠在32/28nm阶段遇到了瓶颈：一方面，SiON的厚度已经达到极限，无法再减薄；另一方面，SiON的厚度已经达到极限，无法再减薄。
另一方面，作为半导体材料，多晶硅的导电性不足，造成严重的元件性能问题。
不足的。
例如在高端显卡DDR中，芯片性能速度明显不足，这就需要引入更先进的HKMG CMOS来提供更好的性能。
随着DDR5的到来，HKMG CMOS的使用将变得越来越现实。
“由于DRAM工艺中存在电容器，因此HGMG工艺的选择需要与电容器工艺相匹配。
DRAM逻辑线CMOS工艺可以选择所谓的Gate First工艺。
”平博士说。
他进一步表示，通过引入HKMG，不仅可以进一步提高存储密度，还可以同时提高接口速度。
“为了继续发展DRAM技术，我们还需要对新材料和新架构进行更多探索，并与相关公司合作，”平博士说。
他最后指出，回顾过去几十年DRAM的发展，事实证明IDM是DRAM发展的必然选择，而这也是长鑫内存自成立以来所坚持的。
从平博士的介绍中我们可以看到，基于奇梦达的相关技术授权以及从全球招募的经验丰富的人才，长鑫内存采用先进的机器改造了奇梦达原有的46纳米DRAM。
已稳步推进至10纳米水平。
该公司还开始探索尚未在 DRAM 上实施的 EUV、HKMG 和 GAA 等新技术。
正如前面提到的，这些技术将为DRAM带来巨大的改进。
这也将使长鑫内存有机会从技术追随者转型为与技术同步、甚至引领世界的中国DRAM玩家。
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