前言：
從DRAM誕生至今，行業已經擁有3家1X節點的制造商，其存儲容量超過4Gb，他們仍在制造具有相同配置的存儲單元。
三星、SK海力士、美光在2016－2017年進入1Xnm（16nm－19nm）階段，2018－2019年為1Ynm（14nm－16nm），2020年處于1Znm（12nm－14nm）時代。
DRAM技術受阻
每個新的DRAM技術節點都能生產出比其前一代更小、更緊湊的芯片，使得每個晶片能夠集成更多的芯片，抵消了引入新技術所增加的制造成本。
從技術和性能角度來看，DRAM面臨的主要是帶寬和延遲方面的挑戰。
由于受限于傳統計算機體系的馮－諾依曼架構，存儲器帶寬與計算需求之間的存儲墻問題日益突出。
新技術1：3D DRAM
隨著DRAM擴展速度放緩，圖案化成本的增加以及可能達到的物理極限，使得在二維上進行縮放更具挑戰性。
①對于堆疊的物體，關鍵是構建一個好的電容器，同時最大限度地減少對相鄰位單元的干擾。
②堆疊層將出現在生產線后端 （BEOL），而生產線的后端需要在低溫下處理，這具有較大挑戰性。
③由于電流電容太深，堆疊多層是不切實際的，這意味著需要一個新的位單元進行堆疊，但無電容器位單元同樣很難構建。
新技術2：晶圓減薄工藝
晶圓減薄工藝和混合鍵合技術的結合為DRAM開辟了新的可能性。
晶圓減薄工藝有利于后續封裝工藝的要求以及芯片的物理強度，散熱性和尺寸要求。
薄晶圓的生產和混合鍵合將大大降低TSV阻抗，它還會增加數據帶寬，降低熱阻，最終增加互連密度。
如果使用這種技術，將不會看到HBM結構中芯片之間的導電凸塊，并且存儲器芯片的厚度將薄十倍，這將導致堆疊高度的整體降低。
新技術3：混合鍵合技術
與現有的堆疊和鍵合方法相比，混合鍵合可以提供更高的帶寬和更低的功耗，但該技術也更難實現。
混合鍵合技術對分離過程中可能出現的芯片邊緣缺陷很敏感，這導致在晶圓切割過程后需要進行新的檢查，DRAM制造商要求在后端封裝領域進行亞微米缺陷檢測，這在原來是前所未有的。
缺陷控制至關重要，考慮到這些工藝使用已知的昂貴優良裸片，失敗成本很高。
目前混合鍵合技術正在發展，Global Foundry、英特爾、三星、臺積電、聯電以及Imec和Leti等廠商都在致力于銅混合鍵合封裝技術的研發。
目前還沒有一種新方法可以真正取代DRAM。
美光成批量出貨1α DRAM產品的廠商
近年來，在原廠之間的技術角逐之中，美光可謂成績亮眼，無論在DRAM還是NAND領域都可謂“一馬當先”，不僅率先批量生產176層3D NAND Flash，也是第一個宣布批量出貨1α DRAM產品的廠商。
另外，在DRAM領域，美光更是三家內存原廠中唯一在1α制程中沒有導入EUV工藝的廠商。
美光最新1α制程產品擁有0．315Gb／mm?的存儲密度，half pitch為14．3nm，超越了三星1z制程工藝0．299 Gb／mm?的存儲密度，是當前業內存儲密度最高的產品。
近十年中，DRAM芯片中也使用了High－K工藝，使得DRAM性能提升的同時降低功耗。
隨著數據量增加以及對器件性能要求的提升，在實現1α以下DRAM技術的發展過程中將面臨許多挑戰。
DRAM制造進入EUV新時代
隨著產品的技術更新，半導體行業開始將代表著技術革新工藝節點的每一代產品用標注英文字母的方式命名。
在進入20nm節點以后，通過三代工藝去制造DRAM，這就是1Xnm，1Ynm和1Znm。
統計數據顯示，目前全球DRAM的市場份額主要控制在三星、SK海力士和美光手中。
參考2020年Q3的市場份額占比，三星占據41．3％，SK海力士占28．2％，美光占25％。
三家合計占了全行業近95％的市場份額。
如今，SK海力士已經成為全球第二家采用EUV光刻技術量產LPDDR產品的公司，未來1a納米級DRAM都將采用EUV工藝進行生產。
10納米級DRAM是今年1月，由美光首次出貨的，這給市場帶來了不小的震動。
不過，美光將使用現有的氟化氬（ArF）工藝而不是EUV來生產該產品。
與EUV工藝相比，現有的Arf工藝對于器件的高效率、以及超小型化會產生不利的影響。
不過，過去多年稍顯保守的美光也宣布，將在2024年生產基于EUV的DRAM。
至此，三大DRAM大廠都跨入了EUV時代。
EUV技術也面臨不少問題
EUV技術在DRAM中的應用讓增加傳輸速率的同時減少了20％的功耗，這將減少二氧化碳的排放，有利于踐行綠色發展觀。
然而，EUV設備和所需的基礎設施是昂貴的。此外，芯片公司在首次采用該技術時可能面臨產量問題。
EUV的一個主要問題是狹窄的工藝窗口；此外，當今的電容器間距極限大于40nm，這也是當前電容器圖案化的EUV極限。將來將需要更小的間距，并且工藝可變性需要提高30％以上，才能實現縮放。
EUV不足夠解決DRAM的微縮問題，這可能需要在3至5年后，引入一種新的DRAM架構。
當中涉及的一個有趣的選擇是3D化，那就是將電容器從垂直結構變為堆疊的水平結構。
為了實現以上目標，供應商在 1anm 及以后采用不同的路徑。在這些節點上，特征更小，掩膜層更多。
結尾：
目前，10nm進入第四階段，三星已于2020年上半年完成首批1anm制程DRAM的出貨，2021年美光、SK海力士也開始量產第四代10nm級DRAM產品。
后續，行業廠商將朝著1α、1β、1γ等技術新階段發展。
部分資料參考：半導體行業觀察：《DRAM如何走出技術困局？》，閃存市場：《美光：下一代DRAM技術面臨哪些困境？》，半導體設備與材料：《DRAM技術的未來發展路徑》《DRAM，進入EUV時代！》電子產品世界：《EUV技術開啟DRAM市場新賽程》，手機中國：《SK海力士：采用EUV技術的第四代10nmDRAM正式量產》
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