隨著中國在記憶體晶片領域的快速推進,引發外界對可能挑戰三星與 SK 海力士等市場龍頭的疑慮,一名資深 DRAM 專家直言,實際的技術差距遠比外界想像更大,不是在縮小,而是可能正在擴大。
東亞大學電機工程系教授 Shim Dae-yong 接受《韓國先驅報》(The Korea Herald)專訪時表示,「差距不是兩、三年。在我看來,至少超過五年。在 DRAM,尤其是先進記憶體領域,中國更可能進一步落後,而不是追趕上來」。
Shim Dae-yong 曾在 SK 海力士服務 26 年,負責核心 DRAM 技術,並在高頻寬記憶體(HBM)早期開發中扮演關鍵角色。他於 2021 年以副總裁身分離開 SK 海力士。
中國面臨結構性限制問題,沒有 EUV 就無捷徑
Shim Dae-yong 表示,從外界來看,中國的進展確實很吸睛,但業內人士的評估則要務實得多。他認為,中國在先進 DRAM 製造上面臨的根本限制,在於無法取得極紫外光(EUV)微影設備,而在 10 奈米級以下的先進製程中,EUV 已成為不可或缺的關鍵技術。
DRAM 製程世代通常從 1x、1y、1z(約 20 奈米以下)推進至更先進的 1a、1b、1c 等 10 奈米級節點。 Shim Dae-yong 認為,「透過多重曝光(multipatterning)確實可以勉強延伸舊設備的壽命,像美光在 1a 節點就做到了。但從 1b 開始,EUV 幾乎是無可避免的。沒有 EUV,中國廠商在結構上就受到限制」。
自 2019 年起,在美國主導的出口管制下,全球唯一 EUV 設備供應商 ASML 已無法向中國企業出售相關設備,使中國在先進製程發展上遭遇重大瓶頸。他認為,長鑫存儲去年 11 月宣布開始量產 DDR5 記憶體,反而凸顯中國發展的侷限性。
外界認為,該 DDR5 產品採用第四代 DRAM 製程(1a),晶片面積也較三星與 SK 海力士的產品更大,水準大致相當於韓系廠商在 2021 年左右出貨的早期 DDR5 產品。
更重要的是,長鑫存儲傳出良率約僅 50%,遠低於商業化所需的 80%~90%,不僅推高生產成本,也降低市場對中國業者可能以低價 DDR5 晶片大量衝擊市場的疑慮。
中國突破口是先進 3D 堆疊技術
Shim Dae-yong 指出,中國最現實的突破口不在持續微縮製程,而是在於先進的 3D 堆疊技術,也就是 HBM 技術基礎,「當平面微縮趨緩後,垂直堆疊的密度就變得同樣重要。理論上,中國可以在不依賴 EUV 的情況下,透過垂直整合來縮小部分差距」。
不過,實務上瓶頸只會轉移到其他環節,尤其是材料與封裝。
HBM 關鍵材料,包括底層填充(underfill)與環氧封裝材料(EMC),目前仍由日本廠商如 Resonac、Namics 等主導。這些材料必須針對不同製程節點進行高度客製化,對良率、熱穩定性與長期可靠性至關重要,即便是韓國晶片大廠,在歷經多年在地化努力後,仍面臨不小挑戰。
Shim Dae-yong 指出,如果無法穩定取得經過最佳化的底層填充和 EMC,3D 堆疊的良率就會變成惡夢,這不是單靠砸錢擴大資本支出就能解決的問題。此外,中國廠商缺乏與全球記憶體龍頭長期累積的協作經驗,這些龍頭與微軟、Google、蘋果、輝達等大型科技公司共同累積的協作經驗,「全球科技巨頭並不是單純『使用』記憶體,而是與供應商共同開發、一起除錯,並在全新系統架構下進行驗證。這些經驗不可能一夕之間複製出來」。
Shim Dae-yong 認為,在頂尖產品中部署記憶體晶片時,缺陷幾乎無可避免,關鍵不在於是否出現問題,而在於供應商能否迅速找出根本原因,在不影響客戶產品時程情況下完成修正。
他強調,「能夠把晶片做出來,只是這門生意的一小部分,真正的挑戰在於提升良率、證明長期可靠度,以及贏得客戶對你作為穩定、長期供應商的信任」。在目前階段,考量到三星與 SK 海力士等成熟供應商的存在,以及中國在品質保證與缺陷處理方面缺乏實績,主流科技公司採用長鑫存儲晶片的可能性非常低。
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