存储架构之争:美光与长鑫的4F²与3D路线分径

存储架构之争:美光与长鑫的4F²与3D路线分径

  • 2026-10-22
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关键词: 长鑫存储 美光 4F² DRAM 3D DRAM

短短十天内,全球DRAM行业的两起企业动态,引发了存储芯片架构演进的路径之争。

前不久,中国存储厂商长鑫存储(CXMT)宣布在次世代4F²存储单元架构上取得关键进展,并计划于2026年底前推出融合该架构与混合键合技术的服务器专用DDR5 RDIMM内存产品。消息一出,市场此前对“高端存储将长期紧缺”的共识瞬间瓦解,全球存储芯片股应声重挫:SK海力士单日暴跌10.09%,三星电子大跌7.39%,KOSPI指数盘中一度跌超6%并触发熔断机制;美光科技跌超4%,闪迪暴跌近6%,希捷与西部数据集体下挫;日本铠侠收盘大跌超13%。一个架构名词,让三大市场的存储板块市值大幅蒸发。

10月21日,美光在2026年度技术网络研讨会上却表态:经过二十多年的技术探索,4F² DRAM由于复杂度和成本上的不足,不存在可行的规模化路径。美光宣布放弃4F²路线,转而双线押注——一方面将6F²架构的领先优势延续到底,另一方面全力开发3D DRAM。

一边是长鑫押上重注的突破口,一边是美光宣判“此路不通”。两种截然不同的技术判断,把存储行业推向了深层架构变革之中。

6F²的极限:为什么必须变?

要理解这场分歧,需要回到DRAM存储单元的基本结构。长期以来,全球DRAM主流采用6F²架构——F代表特征尺寸,6F²即单个存储单元占用6倍特征尺寸平方的平面面积。面积越小,同样晶圆上容纳的存储单元越多,每比特成本越低。过去四十年,DRAM的成本下降几乎完全依靠制程微缩驱动。

但当制程推进到10nm级以下,2D平面内的尺寸收缩已逼近物理极限:电容越来越小、漏电越来越难控制、光刻精度逼近埃米级。行业面前摆着两条突围方向——在平面内继续压缩走向4F²,或者彻底转向垂直方向发展3D DRAM。

美光与长鑫,恰好站在了这个十字路口的两端。

美光的路径:放弃4F²,双线押注“微缩+3D”

美光明确表示不会追求4F²路线,而是将6F²架构的领先优势继续延伸,同时把3D DRAM作为未来的发展方向。

沿着6F²主线,美光的节点路线图清晰可见:

·1γ节点已进入高量产制造阶段,首次引入EUV(极紫外)光刻;

·1δ节点——第七代10nm级DRAM——正处于良率爬坡阶段,计划2027年下半年上量,这也是首个在美国本土制造的节点。美光称其为“世界上最先进的DRAM”,相较1γ可带来约25%的代际存储密度提升,并实现优化成本。该工艺采用埃米级(Angstrom)过程控制、先进HKMG CMOS和智能化设备,将广泛支撑HBM5、vHBM、vEIM等差异化产品,以及下一代LPDDR、DDR和图形显存模组;

·1ε节点处于开发阶段,将引入晶圆键合(wafer bonding)技术;

·ζÅ(Zeta-Ångström)节点——第一代亚10nm级节点——已进入早期开发,导入High-NA EUV(高数值孔径极紫外光刻);

·ηÅ节点尚在“寻路”阶段,计划应用新材料。

在3D DRAM方向上,美光已规划出3D1、3D2两代演进节点,通过垂直堆叠突破平面微缩的天花板。与此同时,美光还强调DRAM外围CMOS逻辑电路的3D化:从Poly SiON到三代HKMG,再到第一代、第二代3D CMOS,到2030年逻辑电路性能将提升超过10倍——这被视为美光AI存储领导地位的根基。

因此,美光的深层逻辑是:不相信架构突变,相信工艺纵深。它手握EUV、High-NA EUV、晶圆键合的完整设备工具链,每代节点25%的密度提升叠加良率优势,足以维持成本竞争力。

而4F²在其二十多年的研究中反复验证了“复杂度与成本失控”的结论——垂直结构带来的工艺步骤增加、良率损失,会吃掉平面面积缩小三分之一换来的理论收益。对美光而言,绕开4F²不是保守,而是基于自身资源禀赋的理性选择。

换言之,美光的战略是“在熟悉的赛道上做到极致”:用EUV、High-NA EUV和晶圆键合延续6F²生命,用3D DRAM和3D CMOS打开下一个十年的性能空间。

长鑫的路径:以架构创新对冲设备封锁

长鑫的选择则必须从另一个维度来理解。

据披露,其4F²架构采用自研的垂直环绕闸极(VSG)晶体管结构,将单个存储单元的平面面积缩小约三分之一,理论存储密度提升约50%——在相同晶圆和制程条件下,这意味着每比特成本的显著下降。

关键在于“相同制程条件”这六个字。总部位于合肥的长鑫成立于2016年,其获取先进制造设备的能力受美国出口管制严重制约:制造最先进存储器所需的EUV光刻机——包括ASML相关设备——实际上已被禁止进入中国。

当光刻微缩这条“常规”路径被切断,架构创新就不再是可选项,而是唯一的生存策略。4F²+VSG的本质,是用结构设计的密度红利补偿制程代差——如果这条路跑通,长鑫无需EUV也能在成本曲线上逼近对手。这正是市场恐慌的根源:它动摇的不是某个季度的出货量,而是“无EUV则永远落后”这一定价前提。

当然,时间差进一步放大了冲击。三星的目标是2028年量产10nm以下4F² DRAM,SK海力士2025年才公布相关路线图,有消息称三星在首代亚10nm级DRAM上已放弃4F²路线。

而长鑫若在2026年底顺利交付,将在架构层面形成约两年的领先。叠加其全球DRAM营收市占率从约4%快速攀升至10%左右(汇丰银行数据),市场担忧国际巨头“控产保价”的高利润模式被低成本规模量产瓦解。

没有标准答案,但鸿沟依然存在

但两种路径的差距,并不会因一纸公告而抹平。

长鑫短期无法动摇三星、SK海力士在HBM领域的统治地位,从技术宣布到工业级量产之间隔着良率、成本与客户认证三道关卡——2026年底产品的实际量产良率、单位制造成本、能否通过大型服务器客户的稳定性认证,才是真正的试金石。

分析师普遍认为长鑫在技术前沿仍落后全球对手,股价的剧烈反应更多是重估巨头“护城河宽度”的预期,而非现实格局。

地缘维度则让博弈更加复杂。据《金融时报》7月报道,苹果已开始测试长鑫DRAM芯片并游说美国政府放宽使用限制。花旗则判断,即便中国存储器难以直接进入美国,向欧洲等地数据中心销售也可能间接冲击美光。

可以说,存储之争早已超出技术参数,牵动着供应链重构。而美光与长鑫的分歧,本质是两种约束条件下的最优解:拥有完整设备链者选择工艺纵深,被切断设备链者选择架构突变。


来源:电子工程专辑

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