电子行业：4F2+CBA是国产DRAM大趋势.pdf

电子行业：4F2+CBA是国产DRAM大趋势。DRAM存在迭代瓶颈，4F²方案提供新路径。随着摩尔定律推进速度放缓，DRAM技术工艺面临诸多瓶颈，如工艺完整性、漏电、干扰等问题。4F²方案作为通向3D DRAM新路径，采用垂直晶体管构建，预计0a节点后量产，有望大幅提升DRAM存储密度，解决现有技术难题，为行业发展带来新机遇。

4F²架构：存储单元结构创新，将晶体管与电容器垂直堆叠，从而突破传统平面架构的限制。10nm代际之前，6F²是DRAM的主要方案，目前DRAM正逐步向4F²演变。与传统的8F²和6F²架构相比，4F²架构将源极、栅极、漏极从水平改为垂直放置，在相同硅片面积内能够集成更多的存储单元，从而大幅提升存储密度。

4F²优势：1）有效节约面积：4F²架构单元面积较6F²架构缩减约30%；2）电子进出存储单元的效率更高：在4F²架构中，电流流经控制晶体管和接触点的路径更短，电阻更低；3）大幅减少漏电干扰：4F²字元线与位元线的垂直连接较传统架构减少60%电力干扰；4）降低EUV光刻成本：4F² VG方案可将内存的EUV光刻成本比传统6F²方案降低一半。

4F²应用：长鑫与国际三大厂均布局4F²方案。相比传统架构，4F²在性能上具有显著优势，长鑫存储、三星、SK海力士、美光等厂商均在积极推进4F² DRAM研发，形成了各自的技术方案，有望推动该技术逐步落地应用。半导体设备制造商东京电子估计，采用VCT和4F² 技术的 DRAM 将在 2027 年至 2028 年间问世。

4F²架构创新+CBA工艺是大陆厂商提升存储密度的关键。DRAM制程微缩难度大，目前制程迭代逼近10nm（1γnm），必须使用EUV光刻机，并且目前DRAM的存储单元阵列和外围逻辑电路在同一片晶圆上生产，难度较大。4F²+CBA生产工艺的新解决方法被提出，CBA技术将存储晶圆与逻辑控制电路晶圆分开制作，并利用混合键合方式进行堆叠。Yole预测未来CBA技术有望引入DRAM迭代路径，4F²+CBA技术组合有望在2028年实现应用，成为头部厂商的主流选择。