文｜半導體產業縱橫

4月，存儲芯片似乎迎來行業的轉折點。

月初，筆者曾報道過閃迪、美光等公司開啟漲價潮。月尾，來自市場研究機構的統計數據給這個月存儲芯片的價格走勢做了總結。

DRAMeXchange 4月30日數據顯示，用于個人電腦的通用DRAM DDR4 8Gb（千兆字節）產品的固定交易價格為1.65美元，較3月份上漲22.22%。用于存儲卡和USB的128Gb MLC NAND閃存的固定交易價格也較3月份上漲11.06%，達到2.79美元。

關于價格波動的原因，主要是IT設備制造商為應對美國關稅風險，急于增加芯片庫存，從而推動采購需求。

從當前市場來看，如果要問存儲芯片的“甜蜜點”何時到來？

筆者認為，當下已至。

01、DRAM，持續漲價

短短一周，DRAM市場已有兩則漲價消息傳出，分別為SK海力士與三星電子。

近期，供應鏈內部消息透露，SK海力士公司針對其消費級DRAM芯片進行了價格調整，上調幅度超過了10%。另有報道稱，SK海力士計劃將DDR5 DRAM價格上調15%-20%。

5月初，三星電子與主要客戶就提高DRAM芯片售價達成一致。

其中，DDR4 DRAM價格平均上漲兩位數百分比，具體為20%;DDR5 DRAM價格上漲個位數百分比，約為5%。三星電子已以漲價后的價格與客戶簽訂了DRAM供應合同，并稱整個半導體行業的DRAM價格都在上漲。這是三星電子今年首次上調DRAM價格，也是近一年來的首次。

業內人士表示，盡管去年半導體市場面臨供應過剩的挑戰，但隨著主要生產商減少產量，市場供應量已有所縮減。當前，隨著三星啟動漲價，新一輪合同談判正在緊鑼密鼓地進行中。

然而，漲價僅僅是DRAM市場當前表現的其中一種，該市場的變化，并非止步于此。

02、DRAM競爭，開始分層

DRAM市場的競爭格局，便是最顯眼的變化之一。

今年2月，市場消息稱，三星、SK海力士和美光等主要DRAM制造商逐步計劃在2025年下半年終止DDR3和DDR4內存的生產。這一決策是由于對HBM（高帶寬內存）和DDR5等最新內存技術的需求增加，以及DDR3和DDR4內存收益性的下降所驅動的。

預計從2025年夏季開始，由于這些主要廠商的退出，市場上DDR3和DDR4的供應將顯著減少，可能導致實際的供應短缺情況。

具體來說，SK海力士于2023年年底，停止供貨DDR3，并于2024年第三季度將DDR4的生產比重降至30%，第四季度更降至20%。三星于2024年第二季停產DDR3，并持續減少DDR4產能，轉向DDR5與LPDDR5等高階產品。

另外，中國臺灣最大DRAM芯片制造商南亞科目前產能主力也開始大幅轉向DDR4及DDR5，DDR3僅接受客戶代工訂單。

不過從近日的市場現狀來看，芯片巨頭的DDR4的減產動作或許并不會太快，畢竟這些公司還在近日逐步調漲產品價格，這也從另一方面證明目前市場對于DDR4的需求較為旺盛。

在DDR5、HBM領域，國產存儲公司的競爭能力有限，單隨著國際廠商的逐步退出DDR3及DDR4市場，國產存儲有望憑借成本優勢承接這部分市場需求。

DDR3主要應用于液晶電視、數字機頂盒、WiFi路由器、掃地機器人、網絡交換器等消費電子與網絡通訊等領域。聚焦國內產業鏈，中國大陸DDR3產品性能比肩海外廠商，Fabless廠商如兆易創新、北京君正、東芯股份均主要發力DDR3和小容量DDR4。

03、DRAM龍頭，易主

根據近日多方研究機構發布的統計報告，均顯示在SK海力士與三星的DRAM市場份額爭奪戰中，SK海力士首次登頂，終結三星長達四十多年的市場統治地位。

據行業研究機構Counterpoint發布的2025年第一季度DRAM內存市場份額報告顯示，SK海力士在該季度首次超越三星電子，占據市場第一的位置。這一成果主要得益于其在HBM領域的突出表現。

數據顯示，2025年第一季度，全球三大DRAM廠商——SK海力士、三星電子和美光科技分別占據了36%、34%和25%的市場份額，其余廠商則分享了剩余的5%。在HBM細分市場中，SK海力士更是占據了70%的主導地位。

隨后，CFM也發布了統計數據，在AI服務器需求與PC和移動需求復蘇推動下，疊加關稅觸發的部分補庫存需求的共同影響，2025年一季度DRAM整體表現優于預期，全球DRAM市場規模同比增長42.5%至267.29億美元，環比減少8.5%。期間，SK海力士憑借在HBM領域的絕對優勢，以36.7%的市場份額首度登頂全球DRAM市場第一。

王座易主的硝煙未散，存儲賽道已掀起更殘酷的技術角力。

為了提前克服 DRAM 擴展限制并引領下一代內存制造，幾大科技巨頭均在不斷開發新的內存技術，以期在接下來的存儲之爭中再拔頭籌。

04、DRAM，新技術角力

DRAM，邁入EUV時代

首先看看三大存儲芯片巨頭在先進制程節點的競爭現狀。

自2016年以來，DRAM就一直在10nm級別（19nm到10nm，或1X）徘徊，三大存儲廠商（三星、SK海力士和美光）也都推出了多代的工藝。

當中的每一次升級，都涉及在某些維度上減小 DRAM 單元尺寸，以實現增加密度和降低功耗的目的。

存儲業界關于制程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。

1α則是DRAM制程在1z之后的一個演進，根據現階段所知的消息，1α的制造工藝大致對應于10-12nm的工藝。 1α-nm可能對應的是更小的12~14nm，1β-nm可能對應的是10~12nm，1γ-nm可能對應的是10nm。

如今，這一技術競賽已經打到10nm及以下。

據韓媒ETNews 報道，三星電子為應對其 12nm 級 DRAM 內存產品在良率和性能方面的雙重挑戰，已決定在改進現有 1b nm 工藝的同時，從頭設計新版 1b nm DRAM，該項目被命名為 D1B-P。同時他們還調整了第六代10納米級（1C）DRAM的開發計劃。

另一方面，三星電子的第六代 10 納米級 1c DRAM 制程開發進度出現延遲。原本計劃在 2024 年 12 月將 1c nm 制程 DRAM 的良率提升至 70%，達到結束開發工作、進入量產階段所需的水平，但實際情況是，盡管三星在 2023 年末成功制得 1c nm DRAM 的良品晶粒，整體良率卻無法滿足要求。據市場人士透露，三星計劃在未來六個月內將良率提升至約 70%。

三星上代1b nm 內存于 2022 年 10 月完成開發、2023 年 5 月量產，若按新計劃，1c DRAM 開發結束時間定于 2025 年中，量產則可能延后到 2025 年底，兩代 DRAM 工藝間的間隔會來到約 2.5 年，這明顯長于 1.5 年的業界一般開發周期。

三星的競爭對手SK海力士已于 2024 年 8 月底宣布完成 1c DRAM 開發，并計劃在 2025 年 2 月開始量產 1c nm DRAM 芯片，成為全球首家運用 1c nm 工藝生產 DRAM 芯片的存儲器供應商。

今年2月，美光宣布，該公司在業界率先向生態系統合作伙伴和特定客戶交付了專為下一代 CPU 設計的 1γ（1-gamma）、第六代（10 納米級）DRAM 節點 DDR5 內存樣品。1γ DRAM 的這一里程碑建立在美光之前 1α（1-alpha）和 1β（1-beta）DRAM 節點領導地位的基礎上，旨在提供創新，為未來計算平臺提供支持，從云端到工業和消費應用，再到邊緣 AI 設備，如 AI PC、智能手機和汽車。

在推進技術迭代的過程中，EUV吸引到各方注意。

按照SK海力士的說法，半導體行業一直在準備以 EUV 光刻機實現 10 納米級規模的工藝。通過利用 13.5nm 波長的光，EUV光刻機較之現有的 193nm 的 ArF 實現更精細的半導體電路圖案，而無需進行多重圖案化。借助這種方式，能將處理步驟的數量減少了，因此制造時間比當前的多重圖案化技術（如四重圖案化技術 (QPT)）更短，從而使 EUV 成為迄今為止唯一的突破。

早在2020年，存儲芯片巨頭就已經關注到EUV在未來先進制程制造中的便利性。

三星是三大存儲原廠中首先引入 EUV 的企業，2020年3月，三星宣布采用 EUV 光刻設備制造 10nm DRAM 芯片，并在同年交付 100 萬個基于 EUV 技術的 10 納米級 (D1x) DDR4 DRAM 模組 。2021 年 10 月，三星正式量產 14nm EUV DDR5 DRAM 。

據悉，三星為穩定EUV工藝，不僅配置了超過30臺EUV設備（全球最大規模），還成立專項工作組，由前英特爾專家李尚勛主導光刻膠材料研發和光源優化。其內部數據顯示，通過改進掩模保護膜和缺陷檢測算法，近期EUV層良率已提升至85%以上。

此外，三星電子計劃在其華城園區安裝首臺來自 ASML 的 High-NA EUV（極紫外光刻）光刻機。

2021 年 2 月，SK 海力士完成了首個用于 DRAM 的 EUV 晶圓廠 M16，正式引入 EUV 光刻設備，并在同年 7 月宣布量產 1a nm 工藝的 8 千兆的 LPDDR4 EUV DRAM 。

SK海力士則采取漸進式擴張，通過與美國應用材料公司合作開發混合式光刻方案，試圖平衡成本與性能。其采取了更為保守的策略。盡管在D1c DRAM中計劃應用超過五層EUV工藝。據悉，當下已有10多臺EUV光刻機在利川的M16工廠運作。在去年的組織調整中，SK海力士解散了原本獨立運作的EUV技術小組，并將其并入了未來技術研究院。 這一調整彰顯了SK海力士專注于長遠技術突破的決心，而非僅僅追求短期產量的提升。

在SK海力士的計劃里，High-NA自然必不可少，目前SK海力士正在計劃加大對下一代EUV光刻設備的投入。

與其他半導體大廠相比，美光并不急于為DRAM芯片生產導入EUV（極紫外光）設備，其DRAM芯片產品皆采用DUV（深紫外光）光刻機制造。一直到2024 年，才有報道稱美光計劃在其 10 納米級的 1γ 制程技術上進行 EUV 光刻技術試生產，預計 2025 年大規模量產 。現階段，美光正在日本廣島工廠開發相關制造技術 。美光選擇在此時引入 EUV 技術，主要因為 DRAM 先進制程不斷朝 10nm 級別邁進，傳統光刻技術已難以滿足生產需求。

3D DRAM成為潮流

除了制程工藝微縮，3D DRAM 技術正逐漸嶄露頭角，被視為存儲芯片行業未來發展的重要方向之一。

3D DRAM 技術的出現，源于傳統二維 DRAM 架構在面對不斷增長的存儲需求時逐漸顯露出的局限性。隨著電子設備對存儲容量和性能的要求日益提高，傳統 DRAM 在存儲密度、讀寫速度和功耗等方面面臨著嚴峻挑戰。為了突破這些限制，半導體行業借鑒了 NAND Flash 的 3D 堆疊技術經驗，開始探索將 DRAM 從二維平面向三維立體架構轉變。

在3D DRAM技術領域，三星、SK海力士和美光三大存儲巨頭均已展開布局，但技術路徑與命名體系存在差異。

三星是垂直堆疊技術引領者，通過垂直通道晶體管（VCT）技術，將晶體管垂直排列，使單元面積縮小30%，并結合鉿鋯氧化物（HZO）材料優化電荷存儲性能。目前其已成功研發128Gb容量的3D X-DRAM樣品，計劃2025年推出基于4F2架構的商用產品，目標2030年前將單顆芯片容量擴展至1Tb。

該技術的優勢為高帶寬、低延遲，單位面積存儲容量較傳統2D DRAM提升3倍以上。

據韓媒近日的最新報道，三星半導體（DS）部門的管理層已制定了明確的VCT DRAM量產路線圖，并正式啟動相關工作。正如上文所言，三星正在量產第五代10納米級DRAM，并計劃在今年實現第六代產品的量產，在確定了明年開發第七代產品的時間表后，三星最終選擇了VCT DRAM作為第八代產品的開發方向。

SK海力士自然不會在新一輪技術競賽中落后，該公司采用垂直柵極（VG）技術。去年在“VLSI 2024”大會上展示了5層堆疊3D DRAM原型，并宣布實現了56.1%的良率。

其研究論文，指出實驗中的3D DRAM顯示出與目前使用的2D DRAM相似的特性，這是海力士首次披露其3D DRAM開發的具體數據和運行特性。此外，海力士還在研究將IGZO材料應用于3D DRAM，以解決帶寬和延遲方面的挑戰。IGZO是由銦、鎵、氧化鋅組成的金屬氧化物材料，大致分為非晶質IGZO和晶化IGZO。

美光在2019年就開始了3D DRAM的研究工作。截止2022年8月，美光已獲得了30多項3D DRAM專利。相比之下，美光專利數量是三星和SK海力士這兩家韓國芯片制造商的兩三倍。美光于 2023 年末在 IEEE IEDM 會議上披露了其 32Gb 3D NVDRAM（非易失性 DRAM）研發成果。不過根據外媒 Blocks & Files 從兩位受采訪的行業分析師處得到的消息，這一突破性的新型內存基本不可能走向商業化量產道路，但其展現的技術進展有望出現在未來內存產品之中。