總的來說CPU、NAND和DRAM製程情況如下圖:

Logic是CPU,Performance Memory是DRAM,最下面的兩個是NAND

兩者和CPU製程的差距主要原因是它們的最終產品對價格都很敏感。提高製程會讓成本急劇提高:

來源:TSMC

現在還能玩得起這種燒錢遊戲的只有屈指可數的三位:Intel、TSMC和三星。而NAND和DRAM的廠商也很少,他們既不打算放棄自己的產線而受制於人,又要保證經濟可行性,他們有自己的方法。如果說NAND和DRAM顆粒與CPU晶元最大的不同在哪裡,那就是它們都是由最簡單的單元重複疊加而成,這和CPU有本質不同。要在最小Die size中做出更多顆粒,又要保證經濟可行性,就必須算一下成本產出總賬才行。從而快閃記憶體NAND和DRAM給出的答案有相似之處,又略有不同。

快閃記憶體NAND Flash

NAND廠商發現繼續在16/15nm以下繼續提高製程並不具有經濟可行性,它們開始向另一個維度要空間:3D NAND

隨著每層堆疊數的提高,單位面積的單元個數不斷升高:

綜合下來,向垂直方向要發展比作小更有經濟可行性。

DRAM

DRAM也已經進入了1x nm的時代。業界的命名規則比較特殊叫做:1x、1y、1z等。1X nm節點在16-19nm之間,1Y nm在14-16nm之間,1Z大概是12到14nm。後面還規劃有1α及1β工藝。現在工藝基本在剛剛進入1Y的時候,但已經困難重重。它的關鍵指標:Cell Pitch的寬度,製程能夠帶來的減小幅度越來越少。與此同時,典型的DRAM單元結構也帶來了負面影響。內存DRAM的每個單元可以看作一個晶體管和一個電容的組合:

進入1Y工藝後,電流外泄和電容器干擾更為明顯,需要新的材質,也放慢了製程的提高。為了提高單位面積的容量,DRAM也開始向上尋找機會:

結論

當在平麵攤大餅遇到困難後,做個立體的千層餅也許是個更好的辦法。DRAM和NAND除了繼續探索平面製程的提高之外,更多的在3D上尋找機會。CPU因為結構複雜,3D封裝十分困難,但Intel的3D封裝技術Foveros為此打開了一條出路,將來會見到更多的logic on logic的晶元出現在市場上。

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