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以“钼代钨”!存储巨头375层NAND量产在即

来源:全球半导体观察       

据韩国媒体6月11日引述业内人士消息报道,SK海力士(SK hynix)已完成375层3D NAND闪存的生产验证,并计划着手将该技术导入量产线,预计将于今年年底开始大规模量产。

据悉,SK海力士此次并未选择新建晶圆厂,而是对位于韩国清州M15工厂的现有产线进行设备改造与升级。该工厂目前主力生产176层、238层和321层NAND产品。

这款375层的NAND产品最初规划为400层堆叠。然而,基于制造难度的综合考量,SK海力士最终将实际量产层数下调至375层。业内人士指出,SK海力士的技术路线图依然明确,未来将向480层甚至604层产品迈进。

材料革新:“钼”替代“钨”,打破堆叠物理瓶颈

此次SK海力士NAND技术工艺迭代最大的亮点,是钼(Mo)材料的规模化引入。

在3D NAND结构中,存储容量的提升依赖于垂直堆叠数百个存储单元层及控制它们的字线(Word Lines)。传统工艺中,金属栅电极(即字线)主要使用钨(W)膜。但在375层节点,SK 海力士决定用钼替换部分钨材料。这一决策主要基于以下两大技术痛点:

突破电阻瓶颈:随着堆叠层数增加,内部布线变得愈发狭窄。尺寸的缩小会导致钨的电阻急剧增加,进而拖慢信号传输速度。相比之下,在精细的字线结构中,钼的电阻显著低于钨,不仅能实现更快的信号传输,还能大幅提升闪存的擦写(Write and Erase)速度。

缩减堆叠厚度:在工艺端,钨在沉积前必须先铺设一层阻挡层,这会导致每一层都产生额外的厚度损耗。而钼则无需辅助层即可直接沉积,从而能够在有限的物理空间内实现更高密度的堆叠结构。

尽管优势明显,但“钼工艺”的技术门槛极高。钼前驱体(Precursors)在室温下呈固态,需要晶圆厂具备高精度的加热技术,以确保前驱体能以极其稳定的流速和剂量进行供应。

“钼工艺”技术选择:三星押注单片式,SK海力士转攻炉管

在“钼工艺”的设备选择上,存储巨头们走出了不同的路线。

作为行业领头羊,三星电子(Samsung Electronics)早在2024年4月量产的第九代286层3D NAND中就率先引入了钼材料,并计划在今年下半年推出超过400层的第十代3D NAND,进一步扩大钼工艺的应用比例。三星目前主要采用泛林集团(Lam Research)的单片晶圆处理设备进行钼加工。

而SK海力士选择东京电子(TEL)的系统。与泛林集团的单片路线不同,TEL采用的是炉管式沉积(Furnace-based Deposition)技术,能够同时处理约100片晶圆。业内普遍认为,炉管系统在设备采购成本、占地面积以及钼材料消耗率方面具备更高的经济效益。

在材料供应链端,预计液化空气集团(Air Liquide)、英特格(Entegris)和默克(Merck KGaA)将成为SK海力士的钼材料主力供应商。此外,韩国本土厂商SK Specialty也是潜在供应商之一,但由于其缺乏配套的存储与输送系统,目前正与液化空气集团探讨共享输送基础设施的合作方案,SK海力士也在背后积极促成此项合作。