當初三星公司宣布自己將成為市場上首家推出“30nm級別“DDR3內存芯片產品的公司時，UBM TechInsights網站的分析師便開始焦急地等待對這款產品的實物進行分析的機會，如今他們終于得償所愿，得到了三星這款編號為 K4B2G0846D的芯片產品實物。話題的焦點基本聚集在驗證韓國人”30nm級別“的說法是否有理有據，他們的產品又是如何做到這點的這兩個問題上。
三星 K4B2G0846D 2Gbit DDR3 SDRAM芯片圖 當然，目前廠商衡量節點關鍵尺寸的方法有很多種，有些廠商喜歡用柵極長度為節點制程的代號，而有些廠商如Intel則比較強調柵極距（pitch）的尺寸，此前臺積電的40nm工藝便曾經引起過相當的爭議，因此判斷這個問題比較令人信服的方法應該是全面考察這款芯片各部分結構的尺寸，而不是僅僅關注產品中的某種尺寸參數是否滿足要求。 那么，采用這種分析方法來分析三星的這款最新內存芯片產品，會得到什么樣的結果呢？為了更好地理解三星這款新產品，我們先來看一組該產品與其它幾款DDR3芯片產品的尺寸對比數據：
表 1: 不同廠家生產的不同節點制程內存芯片產品的尺寸參數對比
Wordline/Bitline最簡要的原理說明圖
Pitch/Half pitch的最簡要原理說明圖 表中我們可以發現一個很有趣的情況，那就是各廠商產品中不同種類半節距尺寸的比值不盡相同，而且這些半節距尺寸與晶體管單元面積的比例關系也各有不同。比如三星公司的產品其淺槽隔離結構的半節距尺寸比字線半節距尺寸明顯小一些，而鎂光公司的產品情況則恰好相反。 無論如何，芯片廠商升級制程的最終目的應該是縮減單元晶體管的占地面積。從這點上看，三星目前的領先地位是比較明顯的。那么他們是如何做到這一點的呢？從上表中我們可以看到，三星各代產品通常會選擇將產品的單個特征尺寸進行縮減，將淺槽隔離部分的特征尺寸減少如此多的數值在工程上而言其難度是相當大的。 不過，稍微令我們失望的是，除此之外三星的這款新芯片在晶體管單元結構方面并沒有發生多大變化，因此單元晶體管配置方面應該仍然遵循6F2的架構設計，盡管如此其晶體管單元面積仍可相對同樣來自三星的48nm產品減小38%，相比鎂光的42nm產品則縮減24%左右。 盡管我們對這款產品芯片字線半極距的測量數據顯示其尺寸規格是基于46nm的，但在淺槽隔離半節距方面則相比前代產品縮減了不少，因此我想如果我們說這款芯片產品基于30nm的說法應該是可信的。然而，如果按傳統6F2架構的計算方法，30nm制程便意味著其中的F值=30nm，這樣用2FX3F=(0.03umX2)X(0.03umX3)=0.0054平方微米， 算出來的這款30nm晶體管單元面積應該要比我們實測的0.0085平方微米更小一些。 而按我們的測算結果，6F2中的F值應該在37-38nm之間才比較符合其實際的晶體管單元面積，這樣便會在如何具體定義三星這款芯片的節點尺寸上發生一些爭議，我想這也許就是三星僅稱這款芯片是“30nm級別制程”的原因。究竟該如何具體定位這款產品節點制程的爭論雖然還會繼續，但三星這款芯片產品無疑在內存芯片制程技術方面無疑是一次里程碑式的突破。
三星30nm級別制程DDR3內存芯片剖面圖 從技術角度說，當然還有除了這款芯片究竟該歸類成哪一級別節點制程之外的更多內容可以值得我們關注。三星歷來都有在某種新制程技術即將成為必備技術之前提前啟用這些技術的傳統，那么這次他們是不是也啟用了什么新的制程技術呢？這一點就要視內存業界的反響才能夠進一步確切地判定了。 另外，我們從三星的文件中還發現，這款芯片產品的省電性能方面有顯著提升，可見除了尺寸縮減之外，三星應該還在這款芯片中采用了另外一些新的制程技術。這樣，三星的這款產品便可以為其客戶節省大量電能損耗，同時又能縮減自己的內部制造成本，當然這種新制程能否真的實現這兩個目的則要看產品的后續銷售使用狀況而定。 |
