根據《TechInsights》最新發布的電晶體分析報告,中國DRAM龍頭長鑫存儲已成功將高介電常數金屬閘極(HKMG)技術導入G4製程量產。這項技術突破的直接效應,是徹底移除長鑫從1z節點推進到1a節點的最大技術路障——過去幾年,業界普遍認為中國記憶體廠在微縮競賽中至少落後韓國兩到三個世代,但這一步,讓落後幅度縮短到一個世代以內。
漏電,是DRAM微縮的頭號殺手
當DRAM電晶體的閘極絕緣層微縮到奈米尺度,傳統二氧化矽會薄到只剩幾個原子層。根據半導體物理的標準模型,電子在這種尺度下有相當高的機率直接「穿隧」而過,造成漏電流——這不只是浪費電,更會讓記憶體單元的訊號判讀失準。長鑫這次導入的氧化鉿(HfO₂)材料,介電常數約為20,是二氧化矽(約3.9)的五倍以上。換句話說,在相同實體厚度下,氧化鉿能儲存的電荷量是二氧化矽的五倍,這讓長鑫在不用更換曝光設備的前提下,硬是擠出了繼續微縮的空間。
業界推算,導入HKMG後,長鑫G4製程的電晶體開關速度提升約25%到30%,同時靜態漏電流下降超過六成。這組數字背後代表的意義很直接:LPDDR5X產品的功耗表現將大幅改善,而這正是行動裝置廠商最在意的規格。
從1z到1a:技術瓶頸移除,產能數字更嚇人
根據市場研究機構《TrendForce》追蹤,長鑫存儲目前已將HKMG技術全面導入G4 DRAM製程——業界對應為1z節點——且已應用於LPDDR5X產品出貨。這意味著1a節點的研發風險已大幅降低。一位不具名的半導體設備商主管向《路透社》透露,長鑫的1a製程開發進度「比外界預期快至少兩個季度」。
但真正讓競爭對手緊張的,是產能擴張的幅度。長鑫目前營運三座12吋DRAM晶圓廠——兩座位於合肥、一座位於北京——總產能約每月20萬片晶圓。預計到2026年底,這個數字將拉升到30萬片;而隨著上海與合肥新廠陸續投產,整體產能將進一步推升至每月60萬片以上。
根據市場預測,長鑫在2026年至2031年間,每年將增加10萬片晶圓月產能,到2031年總產能將達每月80萬片。做個對照:美光目前的全球DRAM月產能約在65萬至70萬片之間。長鑫的目標,是在2030年前在量產規模上超越美光。
【編輯觀點】從產業面來看,長鑫這次的技術跳躍,真正的關鍵不在「氧化鉿」這個材料本身——台積電、三星早就用在邏輯晶片了——而在於長鑫證明了它有能力在DRAM這種要求極致一致性與良率的產品上,把HKMG做到量產。這代表中國記憶體廠的製造紀律已經拉到一個新的水準。接下來兩年,三星與SK海力士在1a、1b節點的定價策略勢必受壓,因為長鑫的產能上來之後,市場上不會有人在乎「技術領先幾個月」,只會在乎「誰的晶片便宜又夠用」。
HBM與DDR6同步推進,產品線一次補齊
長鑫的技術布局不僅止於主流DRAM。市場消息指出,該公司已開始進行HBM2E風險試產,採用的是18奈米G3製程;同時,G4製程的HBM3樣品也已送測客戶。HBM(高頻寬記憶體)是當前AI加速器不可或缺的關鍵元件,每一顆HBM3堆疊需要八到十二顆DRAM晶粒,這對產能的消耗量極大。長鑫如果能在HBM市場站穩腳跟,等於直接打入AI供應鏈的核心地帶。
另外,長鑫的DDR6記憶體晶片也已完成研發驗證階段,距離正式量產只差最後一步。根據《半導體產業協會》的統計,DDR6的資料傳輸速率將是DDR5的兩倍以上,而長鑫在這個領域的進度,已經與美光、三星的世代差距縮小到一年以內。
根據《路透社》報導,長鑫存儲正在與北京經開區洽談融資,考慮在亦莊興建第四座12吋DRAM廠。這些新增項目加起來,產能可望從目前的每月20萬片提升至60萬片以上,是目前規模的兩倍以上。
《TechInsights》半導體分析師在報告中指出:「長鑫用HKMG解決了漏電問題,等於把DRAM微縮的物理天花板往上推了一層。接下來要觀察的是,他們在1a節點的良率能不能拉到跟1z一樣的水準——如果做得到,2028年的DRAM市場供需模型需要全部重算。」
數據背後的啟示
長鑫這波技術與產能的雙重攻勢,背後有兩層戰略意義。第一,HKMG導入讓長鑫在1a製程的卡位戰中取得門票,至少不會在技術上被徹底甩開;第二,每月80萬片的產能目標,代表長鑫正在用規模換取市場份額——DRAM是典型的規模經濟產業,產能越大、單位成本越低,定價話語權就越大。
不過,風險也擺在眼前。先進製程的良率爬升需要時間,尤其HKMG的製程工序比傳統多晶矽閘極複雜許多,任何一道工序的微粒污染都可能導致整批晶圓報廢。此外,美國設備出口管制的陰影仍然存在,極紫外光(EUV)設備的取得難度將直接影響長鑫往1b、1c節點推進的速度。
對台灣記憶體產業來說,長鑫的崛起不只是「對岸的新聞」。南亞科、華邦電在利基型DRAM市場將面臨更直接的價格競爭,而力積電的邏輯代工業務雖然不同產品線,但長鑫擴產帶動的矽晶圓、化學品、設備需求,也會牽動台灣供應鏈的產能配置。說到底,半導體這場賽局,沒有人是局外人。
如果你在台灣半導體供應鏈工作,現在該問的問題不是「長鑫會不會成功」,而是「當長鑫每個月多產出10萬片晶圓,我的客戶會怎麼調整採購策略」。這不是遙遠的未來,而是未來十二個月內會發生的事。
本文改寫整理自公開新聞來源,原始報導由科技新報發布。
常見問題 FAQ
長鑫存儲導入HKMG技術後,DRAM效能具體提升多少?
根據業界推算,電晶體開關速度提升約25%到30%,靜態漏電流下降超過六成,直接反映在LPDDR5X產品的功耗表現上。
長鑫存儲的產能擴張計畫是什麼?
長鑫目前月產能約20萬片,預計2026年底達30萬片,上海與合肥新廠完成後提升至60萬片以上,2031年目標為每月80萬片。
長鑫存儲的技術進度追上三星、SK海力士了嗎?
長鑫在1z節點已導入HKMG,1a節點技術瓶頸移除,但三星與SK海力士已在量產1b甚至更先進節點,世代差距約在一年到兩年之間,產能規模則是快速追趕中。
長鑫存儲的HBM進展如何?
長鑫已開始HBM2E風險試產(G3製程),HBM3樣品也以G4製程送測中,HBM產品線正逐步補齊。
台灣記憶體廠商會受到什麼影響?
南亞科、華邦電在利基型DRAM市場將面臨價格競爭壓力,而長鑫擴產帶動的供應鏈需求也會影響台灣矽晶圓、化學品、設備廠商的產能配置。
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