A narrativa tecnológica da DRAM começa a se diversificar. Depois que a ChangXin Memory Technologies divulgou avanços em sua arquitetura de próxima geração 4F² e produtos, a Samsung confirmou que continuará o desenvolvimento paralelo, a SK Hynix escolheu uma abordagem gradual, enquanto a Micron declarou explicitamente que não seguirá.
A ChangXin considera explicitamente a arquitetura 4F² como uma das oportunidades para "ultrapassar na curva". Seu julgamento é que a ChangXin e os três grandes fabricantes estrangeiros de DRAM estão todos na fase de exploração com essa nova tecnologia, e a comercialização ainda carrega incertezas.
A ChangXin Memory Technologies visa ultrapassar na curva via IPO
2026/05/18 Leia na íntegra>
Um dos objetivos centrais da competição de processos de DRAM é aumentar a capacidade de bits de armazenamento por unidade de área. A pegada planar teórica de uma única célula de memória DRAM pode ser simplificada como kF². Sob esta fórmula, aumentar a densidade de armazenamento se resume a dois caminhos: reduzir o coeficiente de layout k, ou diminuir o tamanho da característica F.
Nota: De 6F² para 4F², a pegada planar teórica da célula de memória (a área rosa na figura) diminui do típico 3F×2F para 2F×2F
Cerca de vinte anos atrás, a indústria uma vez comprimiu a área da célula de 8F² para 6F² alterando o layout da célula de memória. Por um longo período depois disso, a melhoria da densidade da DRAM dependeu principalmente da redução contínua do tamanho da característica. Hoje, à medida que a escala planar se torna cada vez mais difícil, a inovação arquitetural para reduzir k tornou-se novamente uma direção importante da competição industrial.
Mas claramente, desta vez, a indústria ainda não formou um consenso técnico claro. Diferentes fabricantes estão fazendo julgamentos diferentes sobre a viabilidade técnica, economia e timing de comercialização do 4F². Isso também proporciona à ChangXin uma janela competitiva diferente do passado.
Desde a primeira publicação de artigos pela ChangXin relacionados à arquitetura 4F² em 2021 até a discussão mais aprofundada de seus desafios técnicos no IMW 2026 (IEEE International Memory Workshop) no início deste ano, o mercado já sabe há muito tempo que a ChangXin fez uma aposta pesada na rota 4F².
Mesmo assim, poucos esperavam que seu progresso fosse tão rápido. Em 10 de outubro, a ChangXin anunciou que espera lançar um produto DDR5 RDIMM de nova geração integrando a arquitetura 4F² e tecnologia de ligação híbrida até o final do ano, e avançará o ritmo de produção em massa de acordo com o progresso de validação do cliente e a demanda do mercado. Isso causou quedas acentuadas nos preços das ações da Samsung Electronics da Coreia do Sul, da SK Hynix e da Micron dos Estados Unidos; é claro, o esfriamento geral da narrativa de IA também foi um fator.
No dia 14, em uma exposição do setor, Song Jaehyeok, Diretor de Tecnologia da Divisão Device Solutions (DS) da Samsung Electronics, confirmou que a Samsung está trabalhando para avançar a arquitetura 4F². No início deste ano, a empresa apresentou um chip de teste DRAM 4F² de 16Gb usando a tecnologia correspondente. Diz-se que entrará em produção em massa em 2028.
No dia 21, Scott DeBoer, Presidente e Diretor de Tecnologia e Produtos da Micron Technology, declarou publicamente que a empresa continuará estendendo a arquitetura 6F² enquanto avança na pesquisa e desenvolvimento de DRAM 3D, e não incluirá o 4F² em seu roteiro tecnológico atual. A Micron foi uma vez pioneira da arquitetura 6F² e já estudou o 4F² por mais de 20 anos, mas agora acredita que essa direção é cara e difícil, carecendo de um caminho suficientemente atraente para escala.
No dia 28, durante uma teleconferência de resultados, a SK Hynix confirmou que fará a transição para a arquitetura 4F², mas este não é o foco da empresa no estágio atual. O plano atual de P&D é aproveitar ao máximo o potencial da arquitetura 6F² por meio da maturidade do processo e de uma plataforma tecnológica estável, e estender a vida útil dessa plataforma tecnológica. A SK Hynix espera que cada tecnologia seja aplicada ao produto certo no momento certo. O "momento certo" aqui inclui tanto a prontidão técnica quanto a prontidão econômica.
Tudo isso é exatamente como a ChangXin julgou em seu prospecto: o 4F² ainda está na fase de exploração tecnológica, e ainda há incerteza antes da aplicação comercial em larga escala. A capacidade de escala, o ambiente de processo e a estrutura de custos de cada empresa diferem, portanto suas escolhas estratégicas em relação à arquitetura 4F² também diferem.
As preocupações da Micron não são sem razão. Teoricamente, no mesmo tamanho de recurso F, o 4F² pode reduzir a área planar de uma única célula de memória em um terço, aumentando em 50% o número de células de memória que cabem na mesma área. Mas passar de 6F² para 4F² não é simplesmente comprimir a área da célula; é um rearranjo da estrutura 1T1C da célula DRAM. Não só é preciso garantir o desempenho da memória, como também atender aos requisitos de rendimento, confiabilidade e custo.
Durante mais de 20 anos de escalonamento bidimensional, o capacitor (C, capacitor) foi esticado em uma forma cilíndrica alta e fina para que ainda pudesse armazenar carga suficiente em um espaço cada vez menor. Para reduzir a típica arquitetura 3F×2F do 6F² para o 2F×2F do 4F², o transistor (T, transistor) também precisa ser colocado na vertical, o que significa novas estruturas de dispositivo e processos de integração.
No entanto, a Micron acredita que o layout do transistor pode ser alterado, mas os capacitores não podem ser aproximados indefinidamente, porque é preciso garantir capacitância suficiente, desempenho de isolamento e confiabilidade de fabricação.
Isso significa que o ganho teórico de densidade do 4F² será significativamente descontado após levar em conta as restrições de espaçamento dos capacitores, a área de circuitos periféricos e as células redundantes, enquanto os custos de processo estão aumentando. Portanto, se sua economia é melhor do que o escalonamento contínuo do 6F² não é algo evidente por si só. Além disso, mesmo que tudo corra bem, ainda está limitado pela melhoria do rendimento e pela velocidade de ramp-up da capacidade, o que corroerá os lucros por um longo período.
O mercado está tão faminto por DRAM que até Altman levantou uma questão polêmica: por que deixar grandes quantidades de memória ociosas em computadores pessoais. A Micron acredita que a escassez durará até 2028, e a SK Hynix até espera que dure até 2030. Em um ambiente de mercado como esse, para gigantes que já detêm maiores participações de mercado, investir grandes quantidades de capital e recursos de P&D no 4F², cujas perspectivas de comercialização ainda são incertas, não é a escolha mais atraente no momento.
Eles têm EUV (litografia ultravioleta extrema) e podem melhorar a densidade por meio do encolhimento contínuo de F, espremendo totalmente o valor do processo 6F² durante este período de altos prêmios de DRAM; a Micron é a mais recente entre as três a introduzir EUV na produção em massa de DRAM, e os processos que acumulou anteriormente na era do múltiplo patterning com DUV também forneceram uma base para sua subsequente adoção de EUV.
A limitação da ChangXin está na falta de capacidades avançadas de litografia, como EUV. Se continuar pela rota 6F², precisará encolher continuamente o tamanho de recurso F e depender cada vez mais do múltiplo patterning com DUV, e sua economia será inevitavelmente pressionada pela precisão de sobreposição, janelas de processo e rendimento.
O 4F² pode mudar essa relação de restrição, dando à ChangXin a oportunidade de usar um tamanho de recurso F relativamente maior, reduzindo assim a dependência de litografia extrema e múltiplo patterning. Se essa vantagem estrutural puder ser realizada em processos reais, produzir em massa DRAM com a arquitetura 4F² pode ser mais econômico do que continuar dependendo do múltiplo patterning com DUV para escalonar o 6F².
Isso equivale a ganhar uma janela de tempo para o desenvolvimento de equipamentos domésticos de litografia avançada. É também por isso que os fabricantes chineses de semicondutores, embora também pesquisem tecnologias de chips de próxima geração, como 3D folding e 4F², podem levar tais tecnologias do laboratório à produtização mais cedo e de forma mais ativa do que os líderes do setor. Porque eles não têm escolha, e não carregam um fardo histórico pesado demais. Esta é a inovação forçada a existir e, é claro, também está repleta de dificuldades.
Mas a "ultrapassagem na curva" de 6F² para 4F² é, em essência, apenas um dividendo estrutural único. Depois de comprimir a área da célula para 4F² alterando o coeficiente de layout k, aumentar ainda mais a densidade de capacidade da DRAM ainda exige encolher o tamanho de recurso F.
Na verdade, o 4F² não é o ponto final técnico de longo prazo da indústria de DRAM, e pode nem mesmo evoluir necessariamente para 2F²; trata-se, antes, de uma escolha 阶段性 na exploração de arquiteturas de memória de próxima geração. O roteiro tecnológico de DRAM proposto pela Applied Materials inclui, além do 4F², o escalonamento impulsionado por litografia avançada, transistores e interconexões periféricas avançadas, arrays com ligação CMOS e DRAM 3D. Essas direções não são mutuamente exclusivas.
A longo prazo, o caminho para a DRAM 3D é uma direção importante para a indústria superar os limites de densidade dos arrays planares. Diferentemente do 4F², que ajusta o layout dentro de uma célula de memória 1T1C, a DRAM 3D empilha verticalmente múltiplos arrays de memória 1T1C.
Avançar o 4F² é tanto uma rota que pode ser tentada para comercialização quanto é também esperado que acumule experiência em dispositivos, materiais e processos para a futura DRAM 3D. Pular o 4F² significa apostar que a DRAM 3D pode alcançar produção em massa antes que a economia de escalonamento do 6F² se esgote, evitando investir recursos substanciais em uma arquitetura transitória com retornos limitados; inversamente, fazê-lo poderia criar uma lacuna tecnológica de vários anos entre duas gerações de tecnologia.
Para a ChangXin e a cadeia da indústria de semicondutores da China, o significado do 4F² vai além da própria DRAM. Se essa rota continuar a avançar, as demandas de P&D e produção em massa em torno dessa arquitetura também serão transmitidas upstream antecipadamente para os setores de EDA, equipamentos de semicondutores e materiais. Em um estágio em que as capacidades de EUV permanecem restritas, esse caminho de inovação na arquitetura de chips downstream impulsionando a iteração da cadeia de suprimentos upstream é também uma das maneiras importantes para a indústria nacional de computação da China superar os "gargalos" tecnológicos.
Este artigo é do conta pública do WeChat: Weijin Research , autor: Weijin Research
