SK海力士量产EUV DRAM，新一轮存储大战打响

2021-07-12

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今日早些时候，SK海力士发布公告，表示公司已经在本月开始批量生产基于 1anm 工艺的8千兆（Gb）的LPDDR4移动 DRAM的量产。据介绍，这是SK海力士的第四代 10nm 工艺技术。

由于半导体行业对 10nm DRAM 产品进行分类，以字母命名，因此 1a 技术是继 1x、1y 和 1z 的前三代之后的第四代技术。SK海力士计划从2021年下半年开始向智能手机制造商提供最新的移动DRAM产品。

SK海力士强调，这是公司在1ynm DRAM部分采用，证明尖端光刻技术稳定性后，首次采用EUV设备进行DRAM的批量量产。

随着技术迁移继续向超微级发展，越来越多的半导体公司采用 EUV 设备进行光刻工艺，在晶圆表面绘制电路图案。行业专家认为，一家半导体公司在技术上的领先地位将取决于它如何充分利用 EUV 设备。SK hynix 计划将 EUV 技术用于生产其所有 1anm DRAM 产品，因为它已经证明了该工艺的稳定性。

SK海力士期待新技术带来生产力的提升，并进一步提升成本竞争力。该公司预计，与之前的 1znm 节点相比，1anm 技术将使相同尺寸的晶圆生产的 DRAM 芯片数量增加 25%。SK海力士预计，随着全球DRAM需求的增加，1anm DRAM也可能有助于缓解全球市场的供需状况。

SK海力士指出，新产品稳定运行4266Mbps，是标准LPDDR4移动DRAM规范中最快的传输速率，并降低了20%的功耗。对于 SK 海力士来说，这是一项有意义的成就，因为它旨在减少二氧化碳排放，作为其对环境、社会和治理 (ESG) 管理承诺的一部分。

SK 海力士将从明年初开始将其 1anm 技术应用于其 DDR5 产品，该产品是2020 年 10 月推出的全球首款下一代 DRAM 。

SK hynix 副总裁Cho Youngmann表示：“随着生产力和成本竞争力的提高，最新的 1anm DRAM 不仅有助于确保高盈利能力，而且通过早期采用 EUV 光刻技术，巩固 SK 海力士作为领先技术公司的地位用于批量生产。”

为了满足公司的EUV需求，在今年二月，南韩记忆体大厂SK海力士宣布与艾司摩尔(ASML)达成一项为期5年的采购合约，向后者购入价值约43.4亿美元的EUV光刻机设备。

SK 海力士透过监管文件表示，这笔交易是为了下一代晶片工艺制程的大规模生产作准备。

日经此前报导称，为扩充芯片产能，SK海力士已耗资约31.3亿美元于首尔打造新产线M16，计划今年下半年启动量产。

根据上述报导，M16产线主要生产第4代10纳米制程的DRAM记忆体。当时预计，若包含EUV等设备成本在内，至少需投入140亿美元于M16厂。

三大DRAM大厂启动EUV制程竞赛

据Digitimes报道，继南韩记忆体大厂三星电子(Samsung Electronics)、SK海力士(SK Hynix)相继导入极紫外光曝光设备(EUV)量产10纳米级DRAM记忆体生产，原本态度不明的美光(Micron)也释出将编列资本支出向荷兰ASML采购EUV设备。

尽管美光在未使用EUV设备下，近来大幅缩小与竞争对手的差距，并正式量产出货1α制程，但据推测，美光于2024年开始采用EUV设备投入生产，将可望导入于1c或1d制程量产，将掀起记忆体大厂新一波银弹攻势与先进技术竞逐的角力赛。

在DRAM制程推进下，三星电子2020年率先宣布将采用EUV技术量产1z纳米制程DRAM，但初期仅针对1个层(layer)采用EUV制程；如今三星和SK海力士分别计划将于2021年使用EUV应用于量产1α纳米DRAM，在国际三大DRAM巨擘中，仅有美光并未积极推动EUV设备，外界也不时传出美光有意招聘人才，并研究导入EUV设备规划。

随着美光在第3财季(截至6月3日)的财报表现亮眼，美光执行长Sanjay Mehrotra维持先前乐观看法，2022年底前NAND Flash以及DRAM供给将依然吃紧，且价格将维持高档。

根据美光资料，DRAM位元出货量虽然季增低个位数百分比成长，但ASP单价却上涨达20%，反应出DRAM供给吃紧带动价格强劲走扬，成为2021年产业获利成长的金鸡母，业界认为，三大DRAM厂虽然不愿大幅扩充产能打坏市场价格，但祭出重金投资DRAM设备及生产效率才能维持产业竞争力的优势。

美光指出，2021年度整体资本支出将超过95亿美元，其中，将有部分支出跟采购EUV设备有关，这也是美光近年来首度正面释出EUV设备投资的看法，主要是考量到EUV设备需要很长的交期，因而必须对EUV设备订单提前下单，美光高层指出，将会于2024年开始采用EUV设备投入生产。

美光位于台湾台中后里A3厂近日正式启用，并从2021年初进入1α奈米制程节点的量产出货，据指出，美光最早曾在1z纳米制程曾讨论过采用EUV设备，因此当初A3厂进行内部设计规划时，不仅预先准备EUV制程的空间，甚至特地将整体厂房的楼层打掉后再全面调高，而自动运输系统设计也配合进行调整，不过基于成本考量，美光至今仍采用浸润式设备及配合其他制程来提升量产效率。

由于EUV曝光机每台要价约达1.8亿美元左右，在近年来谨慎扩产的营运策略下，美光也指出，目前台湾美光的晶圆厂已具备导入EUV制程的能力与条件，但内部仍在研究与评估阶段，将依照生产成本、效率、投资回报率等条件配合才考虑导入。

记忆体业界指出，美光采用EUV设备态度是三家DRAM大厂中最为保守，但近年来全球EUV设备产能确实是供不应求，虽然三星电子提前业界采用EUV设备量产1z纳米，不过1z纳米推动进度却并未维持领先，反导致竞争对手趁隙追赶。

虽然相关数据显示，EUV技术有利于提升三星生产效率，并缩小DRAM 的节点设计尺寸，但原本领先业界开发先进制程的脚步却也逐渐被拉近。

在EUV设备需求强劲下，ASML预期2021年EUV设备出货介于45~50台，2022年预估出货量达到55台，并全面改为新一代设备，新设备可协助客户的每天晶圆曝光量提升15~20 %。

随着台积电提升资本支出至300亿美元，用于建置5奈米及3奈米EUV产能，三星晶圆代工及记忆体同步扩充EUV生产线，SK海力士加码投资M16工厂，目前已安装完成首条EUV生产线，从2021年下半正式量产1α制程DRAM，而美光可望于2023年~2024年进行转换至1c制程，届时可望加入众家国际大厂EUV设备量产的行列。

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