美光週二宣佈使用新型1α製造工藝生產的DRAM開始量產，這是目前世界上最先進的DRAM製造技術。1α製造工藝最初會用於8Gb和16Gb的DDR4和LPDDR4記憶體生產上，隨著時間的推移，未來將用於所有型別的DRAM，有望顯著降低DRAM成本。

美光聲稱透過一種新工藝打破了1z DRAM節點的天花板，該工藝將儲存密度提高了40％！

DRAM的縮小速度明顯慢於許多其他晶片。雖然微處理器的工藝已經到了5nm節點，但DRAM仍然停留在20nm和10nm節點之間，並且從2016年左右開始就一直如此。理論上，10nm是DRAM的極限。

DRAM的縮小趨勢

正因為如此，製造商們創造了一種新的工藝節點命名方案，它指的是儲存單元陣列中有效區域間距的一半的尺寸。慣例如下。

1x nm：19nm–17nm（Gen1）

1y nm：16nm–14nm（第2代）

1z nm：13nm–11nm（第3代）

目前，廠商只達到了1z的 \“節點\”。不過現在，美光科技已經成為第一家將下一個最小維度的DRAM——1α推向市場的公司。

電容器縱橫比和DRAM縮放

出於多種原因，提高DRAM工藝製程並不如像微處理器那麼簡單。

單個DRAM單元由傳輸電晶體和儲存電容器組成。

原因之一涉及DRAM的本質。它需要一個儲存電容器來儲存數值。由於裝置的電容大小直接與其物理尺寸有關，因此橫向縮小電容器會降低其容量。電容器不僅不再能夠容納可測量的電荷，而且還會更快地洩漏電荷，從而需要更多的動態重新整理，這樣反而提高了功耗。

一些行業供應商認為，要充分克服這一挑戰，必須大力發展新材料。

製造的挑戰

使DRAM進一步縮放的另一個限制因素涉及製造方面的挑戰。

矽加工通常依靠光刻技術將詳細的圖案蝕刻到半導體矽片上。DRAM單元的光刻設計要求，特別是電容器的複雜性，使得製造工藝更加困難。

美光DRAM路線圖

隨著特徵的縮小，光刻受到瑞利準則（Rayleigh）的限制。該標準指出，不可能使用光刻來蝕刻小於所用光波長的大約一半的特徵。這意味著，當特徵被蝕刻得足夠小時，使用常規技術幾乎不可能建立足夠精確的DRAM單元。

一些挑戰包括以良好的對齊方式設計電容孔，以及為可預測的行為創造具有精確長寬比的電容。

記憶體密度提高40％

考慮到美光的新型1αDRAM與先前的1z DRAM節點相比，其儲存密度提高了40％，因此這一訊息對於儲存空間意義重大。美光還聲稱，與1z移動DRAM相比，這項新技術可節省多達15％的功耗。

據該公司介紹，1α節點將在今年應用在其DRAM產品系列中，以支援目前所有使用DRAM的環境。

不採用EUV，美光推出新的記憶體處理節點

儘管這些挑戰使進度驚人地緩慢，但一些供應商仍在進步。美光公司是第一家近期取得重大進展的公司，成為第一家將1α工藝節點投入量產的公司。

與某些尋求極端紫外線（EUV）光刻技術作為解決方案的公司不同，美光透過“多重圖案化”實現了縮小尺寸。該技術背後的思想是透過新增非光刻步驟以從單個較大的特徵中建立多個小的特徵來提高解析度。

多重圖案化過程

美光的接下來的三個DRAM節點將繼續使用深紫外線（DUV）光刻技術，但該公司現在正在考慮將EUV用於其1製程。同時，即使沒有EUV，美光公司也承諾為其下一代儲存裝置提高效能和功耗，儘管該公司承認縮小DRAM的難度越來越大。

Chandrasekaran先生說：“我們需要在材料，工藝和裝置方面不斷創新，以滿足擴充套件需求。” “我們正在當前和將來的技術中實施幾種這樣的解決方案。關於EUV，正如我們強調的那樣，我們專有和創新的多圖案技術能夠滿足我們的效能和成本要求。透過我們的製程解決方案和先進的控制能力，我們就能滿足技術節點的要求。”

美光認為，未來幾年，EUV增強的製造技術所帶來的改進將被裝置成本和生產困難所抵消，因為就DRAM生產而言，EUV仍處於早期階段。例如，美光最近展示的一張幻燈片表明，EUV成本過高，可伸縮性優勢可忽略不計，關鍵尺寸（CD）均勻性不完美（這可能會影響質量和效能），而週期時間卻沒有顯著減少，因為生產率EUV光刻機的數量仍然落後於DUV光刻機。

美光科技開發高階副總裁說：“當前的EUV工具不具備先進浸入技術所具備的功能。” “儘管採用EUV技術進行了改進，但其成本和效能仍落後於當前的多圖案和先進的浸入技術。我們正在不斷評估EUV，並相信在未來三年內EUV將取得必要的進展，以在成本和成本方面進行競爭。先進的pitch倍增和浸入技術來提高效能。美光正在評估EUV，並將在滿足我們要求的合適時間推出它。

換而言之，美光公司正在開發的的1β和1節點將不會使用任何EUV層。取而代之的是，該公司將繼續使用多圖案技術，並責成其工程師設計儘可能高效的DRAM，以確保其裝置在位元密度，功率和效能方面具有競爭力。

Chandrasekaran先生說：“ EUV不一定被認為是擴大規模的關鍵因素。美光公司具有先進的光刻能力和pitch倍增方法來滿足圖案化要求，並具有前沿技術來確保一層到另一層的良好覆蓋。”

但是，下一代光刻技術是不可避免的，因此美光無法忽略EUV。對於目前處於探索模式的1節點，該公司正在考慮EUV和多圖案。此外，該公司正在評估各種設計架構。