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美光1x纳米DRAM芯片拆解揭密

时间:2018-05-18 作者:Jeongdong Choe, TechInsights 阅读:
TechInsights在拆解美光DIMM (DDR4)和华为(Huawei) Mate 10 (LPDDR4)中发现了美光1x nm工艺身影。 这一工艺带来了较其前代产品更小的裸晶尺寸以及更大的位密度,以及一点点的惊喜......

继去年三星电子(Samsung Electronics)开始量产1x纳米(nm;可能是18nm) DRAM产品(如DDR4、LPDDR4和LPDDR4X)后,美光科技(Micron Technology)跟着推出了采用1x nm工艺节点的DDR4和LPDDR4组件。拆解分析机构TechInsights最近拆解这些组件并进行了详细的分析。FmKEETC-电子工程专辑

美光科技的1x nm DRAM单元架构采用6F2单元设计。它利用带有岛型交错主动层图案的鞍型块状鳍片(即所谓的FinET)、具有凹槽通道的埋入式金属字线、直线型位线以及蜂窝状圆柱形单元电容等。
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美光1x nm DDR4 DRAM裸晶尺寸为58.48mm2,LPDDR4为52.77 mm2(来源:TechInsights)FmKEETC-电子工程专辑

相较于以2y nm (可能为20 nm)工艺制造的芯片,其主动层和位线图案的形状不同。DDR4组件上的焊垫置于芯片中央成为一排。FmKEETC-电子工程专辑

美光1x nm DDR4 DRAM裸晶的尺寸较相同8Gb内存密度的2y nm裸晶缩小了大约18.3%。 1x nm LPDDR4裸晶则较2y nm裸晶缩小17.14%。FmKEETC-电子工程专辑

因此,DDR4裸晶的位密度为0.137Gb/mm2,增加了11.4%。1x nm LPDDR4裸晶的位密度为0.152Gb/mm2,较先前的2y nm组件更高约60%,如下图所示。
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美光2x、2y和1x纳米DRAM裸晶的尺寸和位密度趋势FmKEETC-电子工程专辑

相形之下,三星的1x nm DRAM (包括DDR4和LPDDR4X)位密度为0.189Gb/mm2。这意味着美光的1x nm LPDDR4裸晶由于单元尺寸较大,使其位密度比三星的更低约20%。FmKEETC-电子工程专辑

在美光的3x、2x和2y DRAM单元设计中,字符线间距是三项关键尺寸(主动层、字符线和位线间距)中最小的。然而,在其1x nm DRAM上,美光科技采用间距最小的主动图案,这与三星和海力士(SK Hynix)的DRAM作法相同。FmKEETC-电子工程专辑

相较于2y nm DRAM单元设计,美光1x nm单元的主动层和位线间距分别减少了40%和13%,而字符线间距则增加了20%,如下所示。美光的1x主动间距与三星的非常类似,但其1x字符线和位线间距则较三星的大。
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美光3x、2x、2y和1x 纳米DRAM的单元间距趋势FmKEETC-电子工程专辑

因此,由于间距改变的结果,美光的6F2单元尺寸并未较其2y nm单元缩小。此外,美光1x nm DRAM单元尺寸也比三星1x nm DRAM单元尺寸更大29%。FmKEETC-电子工程专辑

有关美光1x组件的更详细分析报告,请点击查看FmKEETC-电子工程专辑

编译:Susan HongFmKEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载FmKEETC-电子工程专辑

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