NAND技术如何划代？

NAND技术如何划代？

“真正的苦日子来了”——前不久，看到东芝发布的新闻，笔者不禁产生了这样的感想。该公司宣布，其业务支柱NAND闪存（以下，NAND）“即将开始使用19nm第二代工艺量产”。“第二代？”笔者马上就有了这样的疑问，但很快就反应了过来，“原来是那么回事”。

       NAND是所有半导体器件中微细化程度最高的，因此也最先面临微细化极限的。这几年，各NAND厂商都在通过“细化技术时代”的方法应对眼前的危机，也就是所谓的“龟爬战术”。

       对于NAND的Xnm工艺，X一般是指字线方向与位线方向中最小的加工尺寸。然而，最近出现了一种只缩小字线方向或是位线方向的新的技术划代方式，“19nm第二代工艺”就是如此。“19nm（第一代工艺）”的字线半间距为19nm，位线的半间距为26nm。而“19nm第二代工艺”的字线半间距保持19nm不变，位线半间距缩小到了19.5nm。19nm被公认是现在最尖端的曝光装置利用“自对准双重图形”光刻技术能够分辨的最小间距。“19nm第二代工艺”的意义，似乎就在于最大限度接近了装置的极限。

       其实，东芝2011年开始量产“19nm（第一代工艺）”NAND时，笔者就经常听业内人士说“韩国的存储器厂商并不承认东芝的19nm工艺是1Xnm工艺（10nm级别的第一代），而是将其视为2Ynm工艺（20nm级别的第二代）”。因为“字线与位线其中之一的半间距没有缩小到19nm”。也有看法认为，相对于东芝通过细化技术时代维持NAND微细化的方法，韩国企业“已陷入必须放弃微细化的境地，打算在近期向（纵向层叠内存单元的）三维NAND转移”。

       DRAM的微细化进程也已经基本停止。现在，工艺达到20nm等级的产品已经投入量产，但DRAM企业中“10nm级别的量产极难”的意见很强烈。

       微细化进程停滞不前的并不只是存储器。充当智能手机、平板电脑的心脏的SoC（逻辑LSI）同样如此。承包了尖端工艺的SoC生产的各个代工企业现在的微细化程度达到了28nm工艺，正准备向20nm工艺以及16～14nm工艺进发。

       但是，估计20nm工艺和16～14nm工艺实质上会属于“同一代”。大家心里也都明白，“二者的金属布线间距没有变化”。按照推测，16～14nm工艺将“以20nm工艺为基础，把平面晶体管换成立体晶体管（FinFET）”。由此也可以看出，微细化进程确实在减速。

       与其说阻碍存储器和SoC微细化的障碍是技术困难，倒不如说是经济合理性。随着光刻等工艺成本的飙升，至少在成本方面，细微化能够获得的优势骤减。因此，NAND企业等“也逐渐没有了微细化的意愿”（野村证券证券研究部 电子组董事总经理和田木哲哉）。

       对于这样的危机，过去的主流观点是“三维化”将成为突破口，也就是NAND领域的三维NAND，DRAM和SoC领域使用TSV（硅通孔）的三维安装等方法。但在目前，这些技术都还不够成熟，一语概之就是“成本尚高”。