La narrativa tecnológica de la DRAM comienza a divergir. Después de que ChangXin Memory Technologies revelara avances en su arquitectura y productos de próxima generación 4F², Samsung confirmó que continuará el desarrollo en paralelo, SK Hynix eligió un enfoque gradual, mientras que Micron declaró explícitamente que no lo seguirá.
ChangXin considera explícitamente la arquitectura 4F² como una de las oportunidades para "adelantar en la curva". Su juicio es que ChangXin y los tres principales fabricantes de DRAM en el extranjero se encuentran todos en la etapa de exploración con esta nueva tecnología, y la comercialización aún conlleva incertidumbre.
ChangXin Memory Technologies aspira a adelantar en la curva mediante una OPI
2026/05/18 Leer completo>
Uno de los objetivos centrales de la competencia en procesos de DRAM es aumentar la capacidad de bits de almacenamiento por unidad de área. La huella planar teórica de una sola celda de memoria DRAM puede simplificarse como kF². Bajo esta fórmula, aumentar la densidad de almacenamiento se reduce a dos caminos: reducir el coeficiente de diseño k, o reducir el tamaño de característica F.
Nota: De 6F² a 4F², la huella planar teórica de la celda de memoria (el área rosa en la figura) se reduce del típico 3F×2F a 2F×2F
Hace unos veinte años, la industria logró comprimir el área de la celda de 8F² a 6F² cambiando el diseño de la celda de memoria. Durante un largo período posterior, la mejora de la densidad de DRAM dependió principalmente de la reducción continua del tamaño de característica. Hoy, a medida que el escalado planar se vuelve cada vez más difícil, la innovación arquitectónica para reducir k se ha convertido una vez más en una dirección importante de la competencia industrial.
Pero claramente, esta vez, la industria aún no ha formado un consenso técnico claro. Diferentes fabricantes están tomando decisiones distintas sobre la viabilidad técnica, la economía y el momento de comercialización de 4F². Esto también proporciona a ChangXin una ventana competitiva diferente a la del pasado.
Desde la primera publicación de artículos relacionados con la arquitectura 4F² por parte de ChangXin en 2021 hasta la discusión adicional de sus desafíos técnicos en IMW 2026 (IEEE International Memory Workshop) a principios de este año, el mercado sabe desde hace tiempo que ChangXin ha apostado fuerte por la ruta 4F².
Aun así, pocos esperaban que su progreso fuera tan rápido. El 10 de octubre, ChangXin anunció que espera lanzar a finales de año un producto DDR5 RDIMM de nueva generación que integra la arquitectura 4F² y la tecnología de unión híbrida, y avanzará el ritmo de producción en masa según el progreso de validación de los clientes y la demanda del mercado. Esto provocó fuertes caídas en los precios de las acciones de Samsung Electronics de Corea del Sur, SK Hynix y Micron de Estados Unidos; por supuesto, el enfriamiento general de la narrativa de la IA también fue un factor.
El día 14, en una exposición industrial, Song Jaehyeok, Director de Tecnología de la División Device Solutions (DS) de Samsung Electronics, confirmó que Samsung está trabajando para avanzar en la arquitectura 4F². A principios de este año, la compañía mostró un chip de prueba DRAM 4F² de 16Gb utilizando la tecnología correspondiente. Se dice que entrará en producción en masa en 2028.
El día 21, Scott DeBoer, Presidente y Director de Tecnología y Producto de Micron Technology, declaró públicamente que la compañía continuará extendiendo la arquitectura 6F² mientras avanza en la investigación y desarrollo de DRAM 3D, y no incluirá 4F² en su hoja de ruta tecnológica actual. Micron fue una vez pionera de la arquitectura 6F² y ya ha estudiado 4F² durante más de 20 años, sin embargo ahora considera que esta dirección es tanto costosa como difícil, careciendo de una ruta suficientemente atractiva para escalar.
El día 28, durante una llamada de resultados, SK Hynix confirmó que hará la transición a la arquitectura 4F², pero este no es el enfoque de la compañía en la etapa actual. El plan actual de I+D es aprovechar al máximo el potencial de la arquitectura 6F² mediante la madurez del proceso y una plataforma tecnológica estable, y extender la vida útil de esa plataforma tecnológica. SK Hynix espera que cada tecnología se aplique al producto correcto en el momento correcto. El "momento correcto" aquí incluye tanto la preparación técnica como la preparación económica.
Todo esto es tal como ChangXin juzgó en su folleto de emisión: 4F² todavía se encuentra en la etapa de exploración tecnológica, y aún existe incertidumbre antes de la aplicación comercial a gran escala. La capacidad de escalado, el entorno de proceso y la estructura de costos de cada empresa difieren, por lo que sus elecciones estratégicas con respecto a la arquitectura 4F² también difieren.
Las preocupaciones de Micron no carecen de fundamento. Teóricamente, a la misma dimensión de característica F, 4F² puede reducir la huella planar de una sola celda de memoria en un tercio, aumentando en un 50% el número de celdas de memoria que caben en la misma área. Pero pasar de 6F² a 4F² no es simplemente comprimir el área de la celda; es una redistribución de la estructura 1T1C de la celda DRAM. No solo necesita garantizar el rendimiento de la memoria, sino también cumplir con los requisitos de rendimiento de fabricación, fiabilidad y costo.
Durante más de 20 años de escalado bidimensional, el condensador (C, capacitor) se ha estirado hasta adoptar una forma cilíndrica alta y delgada para que aún pueda almacenar suficiente carga en un espacio cada vez más reducido. Para reducir la arquitectura típica de 3F×2F de 6F² a la de 2F×2F de 4F², el transistor (T, transistor) también necesita erguirse, lo que implica nuevas estructuras de dispositivo y procesos de integración.
Sin embargo, Micron considera que la disposición del transistor puede cambiarse, pero los condensadores no pueden acercarse infinitamente, porque se debe garantizar suficiente capacitancia, rendimiento de aislamiento y fiabilidad de fabricación.
Esto significa que la ganancia teórica de densidad de 4F² se verá significativamente descontada tras tener en cuenta las restricciones de espaciado de los condensadores, el área de los circuitos periféricos y las celdas redundantes, mientras que los costos de proceso aumentan. Por lo tanto, si su economía es mejor que el escalado continuo de 6F² no es evidente por sí mismo. Además, incluso si todo marcha sin contratiempos, sigue estando limitado por la mejora del rendimiento de fabricación y la velocidad de aumento de la capacidad, lo que erosionará las ganancias durante un largo período.
El mercado está tan hambriento de DRAM que incluso Altman planteó una pregunta controvertida: por qué dejar que grandes cantidades de memoria permanezcan inactivas en las computadoras personales. Micron cree que la escasez durará hasta 2028, y SK Hynix incluso espera que dure hasta 2030. En un entorno de mercado así, para los gigantes que ya poseen mayores cuotas de mercado, invertir grandes cantidades de capital y recursos de I+D en 4F², cuyas perspectivas de comercialización aún no están claras, no es la opción más atractiva en la actualidad.
Disponen de EUV (litografía ultravioleta extrema) y pueden mejorar la densidad mediante la reducción continua de F, exprimiendo plenamente el valor del proceso 6F² durante este período de primas elevadas de DRAM; Micron es el último de los tres en introducir EUV en la producción en masa de DRAM, y los procesos que acumuló anteriormente en la era del múltiple patterning con DUV también proporcionaron una base para su posterior adopción de EUV.
La limitación de ChangXin radica en su falta de capacidades de litografía avanzadas como EUV. Si continúa por la ruta 6F², necesitará reducir continuamente la dimensión de característica F y depender cada vez más del múltiple patterning con DUV, y su economía se verá inevitablemente presionada por la precisión de superposición, las ventanas de proceso y el rendimiento de fabricación.
4F² puede cambiar esta relación de restricción, dando a ChangXin la oportunidad de utilizar una dimensión de característica F relativamente mayor, reduciendo así la dependencia de la litografía extrema y del múltiple patterning. Si esta ventaja estructural puede materializarse en procesos reales, producir en masa DRAM con la arquitectura 4F² podría ser más rentable que seguir dependiendo del múltiple patterning con DUV para escalar 6F².
Esto equivale a ganar una ventana temporal para el desarrollo de equipos de litografía avanzada nacionales. Esta es también la razón por la que los fabricantes de semiconductores chinos, aunque también investigan tecnologías de chips de próxima generación como el plegado 3D y 4F², pueden impulsar tales tecnologías desde el laboratorio hasta la productización antes y de manera más activa que los líderes de la industria. Porque no tienen otra opción, y no cargan con una carga histórica demasiado pesada. Esta es una innovación forzada a existir y, por supuesto, también está plagada de dificultades.
Pero el "adelantamiento en la curva" de 6F² a 4F² es esencialmente solo un dividendo estructural único. Después de comprimir el área de la celda a 4F² cambiando el coeficiente de disposición k, seguir aumentando la densidad de capacidad de DRAM aún requiere reducir la dimensión de característica F.
De hecho, 4F² no es el punto final técnico a largo plazo de la industria DRAM, y puede que ni siquiera necesariamente evolucione más hacia 2F²; más bien, es una elección por etapas en la exploración de arquitecturas de memoria de próxima generación. La hoja de ruta tecnológica de DRAM propuesta por Applied Materials incluye, además de 4F², el escalado impulsado por litografía avanzada, transistores periféricos e interconexiones avanzadas, matrices unidas por CMOS y DRAM 3D. Estas direcciones no son mutuamente excluyentes.
A largo plazo, el camino hacia la DRAM 3D es una dirección importante para que la industria rompa los límites de densidad de las matrices planas. A diferencia de 4F², que ajusta el diseño dentro de una celda de memoria 1T1C, la DRAM 3D apila verticalmente múltiples matrices de memoria 1T1C.
Avanzar en 4F² es tanto una ruta que se puede intentar para la comercialización como también se espera que acumule experiencia en dispositivos, materiales y procesos para la futura DRAM 3D. Saltarse 4F² significa apostar a que la DRAM 3D puede lograr la producción en masa antes de que se agote la economía de escalado de 6F², evitando invertir recursos sustanciales en una arquitectura transitoria con retornos limitados; por el contrario, hacerlo podría crear una brecha tecnológica de varios años entre dos generaciones de tecnología.
Para ChangXin y la cadena de la industria de semiconductores de China, la importancia de 4F² va más allá de la propia DRAM. Si esta ruta continúa avanzando, las demandas de I+D y producción en masa en torno a esta arquitectura también se transmitirán aguas arriba de antemano a los sectores de EDA, equipos semiconductores y materiales. En una etapa en la que las capacidades de EUV siguen siendo limitadas, este camino de innovación en la arquitectura de chips aguas abajo que impulsa la iteración de la cadena de suministro aguas arriba es también una de las formas importantes para que la industria informática nacional de China rompa los "cuellos de botella" tecnológicos.
Este artículo proviene de la cuenta pública de WeChat: Weijin Research , autor: Weijin Research
