据韩媒报道,SK海力士将于今年年底前量产下一代375层3D NAND闪存。目前,SK海力士已完成375层NAND闪存的生产验证工作,正着手准备将生产线转移至量产阶段。
此次并未新建工厂,而是对清州M15工厂现有的产线(目前主要生产176层、238层和321层产品)进行改造升级,目前正在投入资金将其改造为375层产品生产线。
据悉,这款NAND最初规划为400层级别,但由于超高层数堆叠在量产工艺上难度较高(如通道孔蚀刻等),最终将层数调整为375层。按照SK海力士的技术路线图,未来还将持续迭代,依次推出480层乃至604层的产品。
本次技术迭代最大的变化在于引入了钼(Mo)材料,替代了部分传统的钨(W)薄膜。在3D NAND闪存中,控制各存储单元的金属栅电极(即字线)通常采用钨材质。随着堆叠层数增加,布线变得愈发细微,传统钨材质的短板逐渐凸显:线路细化后电阻会显著上升,从而拖慢信号传输速率;此外,钨在填充前还需额外铺设阻挡辅助层,逐层叠加会造成厚度损失,挤占空间。
相比之下,在同等微缩尺寸下,钼的电阻更低,能够有效加快数据读写速度。更重要的是,钼无需额外增设阻挡层即可直接完成填充,这有助于进一步提升芯片的存储密度。不过,钼前驱体在常温下为固态,生产时必须借助专用设备进行高温加热,并对物料的供给量与输送速率进行精准把控,对设备和制程管控要求极为严苛。
三星电子早在 2024 年 4 月量产的第 9 代 286 层 3D NAND 闪存中,就已在金属布线工艺里采用钼材料。其下一代第 10 代 3D NAND 闪存堆叠层数将突破 400 层,目前正筹备在今年下半年实现商用,其产品中钼材料的应用范围也将进一步扩大。
在钼沉积工艺的设备选择上,三星电子采用了Lam Research的单片晶圆处理设备;而SK海力士在考察后,最终选择了TEL的炉式处理设备。应用材料的设备采用单片式加工模式,单次仅能处理一片晶圆;TEL的设备一次可沉积上百片晶圆,在设备价格、安装面积以及钼用量方面更具成本优势。
供应链方面,液化空气集团、英特格瑞斯和默克公司将向SK海力士供应钼材料。在韩国国内企业中,SK Specialty也被视为潜在供应商,但因其自身不具备仓储和供应设施,双方正商讨借用液化空气集团的供应系统来供货的方案,SK海力士也在积极推动两家公司的合作。
随着3D NAND工艺的演进,行业内对钼材料的需求预计将快速增长。行业测算数据显示,三星电子去年钼采购量约4吨,今年预计增至10吨,到2030年有望达到80吨。SK海力士也将从明年开始大规模导入钼工艺,初期年采购量预计在4吨左右。
业内人士指出,当前的NAND市场已告别盲目扩产时代,全面转向“盈利导向”。SK 海力士在 NAND 业务上也选择了相似策略:不再新增产能,而是缩减低层数 NAND 产品产量、扩大 375 层产品的生产规模,以此提升单位比特产出效率、降低生产成本。

