美光1x納米DRAM詳解

來源： 日期：2018-05-21 10:53:56

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TechInsights在拆解美光DIMM (DDR4)和華為(Huawei) Mate 10 (LPDDR4)中察覺到了美光1x nm制程存在。 這一制程帶來了較其前代產品更小的裸晶尺寸以及更大的位元密度，還有一點點的驚喜。

 

繼去年三星電子(Samsung Electronics)開始量產1x奈米(nm；可能是18nm) DRAM產品(如DDR4、LPDDR4和LPDDR4X)后，美光科技(Micron Technology)也跟著推出了采用1x nm制程節(jié)點的DDR4和LPDDR4元件。拆解分析機構TechInsights最近拆解這些元件并進行了詳細的分析。

 

美光科技的1x nm DRAM單元架構采用6F2單元設計。它利用帶有島型交錯主動層圖案的鞍型塊狀鰭片(即所謂的FinET)、具有凹槽通道的埋入式金屬字線、直線型位元線以及蜂巢狀圓柱形單元電容等。

 

                                             

                                                                        美光1x nm DDR4 DRAM裸晶尺寸為58.48mm2，LPDDR4為52.77 mm2

 

相較于以2y nm (可能為20 nm)制程制造的芯片，其主動層和位元線圖案的形狀不同。DDR4元件上的焊墊置于芯片中央成為一排。

 

美光1x nm DDR4 DRAM裸晶的尺寸較相同8Gb存儲器密度的2y nm裸晶縮小了大約18.3%。 1x nm LPDDR4裸晶則較2y nm裸晶縮小17.14%。因此，DDR4裸晶的位元密度為0.137Gb/mm2，增加了11.4%。1x nm LPDDR4裸晶的位元密度為0.152Gb/mm2，較先前的2y nm元件更高約60%，如下圖所示。

 

                                                  

                                                                             美光2x、2y和1x奈米DRAM裸晶的尺寸和位元密度趨勢

 

相形之下，三星的1x nm DRAM (包括DDR4和LPDDR4X)位元密度為0.189Gb/mm2。這意味著美光的1x nm LPDDR4裸晶由于單元尺寸較大，使其位元密度比三星的更低約20%。

 

在美光的3x、2x和2y DRAM單元設計中，字符線間距是三項關鍵尺寸(主動層、字符線和位元線間距)中最小的。然而，在其1x nm DRAM上，美光科技采用間距最小的主動圖案，這與三星和海力士(SK Hynix)的DRAM作法相同。

 

相較于2y nm DRAM單元設計，美光1x nm單元的主動層和位元線間距分別減少了40%和13%，而字符線間距則增加了20%，如下所示。美光的1x主動間距與三星的非常類似，但其1x字符線和位元線間距則較三星的大。

 

                                                      

                                                                                  美光3x、2x、2y和1x 奈米DRAM的單元間距趨勢

 

因此，由于間距改變的結果，美光的6F2單元尺寸并未較其2y nm單元縮小。此外，美光1x nm DRAM單元尺寸也比三星1x nm DRAM單元尺寸更大29%。

關鍵詞：DRAM

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