Аналитики Уолл-стрит поставили под сомнение технологию памяти 4F² DDR5 компании China Changxin Memory: запуск в этом году не означает, что она на два года опережает Samsung. Доходность является ключевым моментом

Аннотация:

Китайский производитель микросхем памяти Changxin Memory (CXMT) недавно объявил о прогрессе в технологии памяти DRAM следующего поколения и планирует выпустить серверные модули зарегистрированной памяти DDR5 (RDIMM) с архитектурой блоков памяти 4F² к концу 2026 года. Поскольку ранее считалось, что Samsung Electronics не будет продвигать подобную технологию примерно до 2028 года, этот график однажды был истолкован как указание на то, что Changxin Memory, как ожидается, опередит своих корейских конкурентов в конкретных архитектурах DRAM примерно на два года.

Однако аналитики Уолл-стрит относятся к этому заявлению осторожно. Инвестиционная организация Rosenblatt считает, что явно слишком рано считать, что технологическая дорожная карта Changxin Storage достигла решающего преимущества на данном этапе. Bank of America также отметил, что ограничения на экспорт современного оборудования для производства полупроводников в США могут побудить Changxin Memory больше полагаться на инновации в структурах блоков памяти, а не просто полагаться на более совершенные процессы фотолитографии для уменьшения площади чипа.

Суть этой дискуссии заключается не в том, добилась ли компания Changxin Storage технологического прогресса, а в том, сможет ли объявленная ею техническая программа действительно быть преобразована в стабильные, недорогие и крупномасштабные коммерческие продукты, которые можно будет доставлять. Для индустрии DRAM выпуск продукции, завершение инженерной проверки, прохождение сертификации потребителя и достижение массового производства — это совершенно разные этапы.

По сообщению Wccftech, президент Changxin Memory Цао Кай недавно представил достижения компании в области технологии 4F² DRAM на конференции Integrated Chip and Chiplet Conference, проходившей в Шанхае, и заявил, что планирует выпустить серверные продукты DDR5 RDIMM на основе этой архитектуры до конца 2026 года. Если этот план будет реализован в соответствии с графиком, Changxin Storage получит возможность раньше представить новую архитектуру модулей хранения данных на рынке серверной памяти.

Однако на данный момент Changxin Storage не объявила полные характеристики производительности, окончательную рабочую частоту, удельную емкость, объем массового производства и статус сертификации клиента этого продукта. Поэтому на данном этапе судить о том, сможет ли он полноценно конкурировать с продукцией Samsung, SK Hynix и Micron по производительности, стоимости и надежности, исходя только из времени выпуска, не представляется возможным.

4F² — это технология компоновки ячеек, предназначенная для увеличения плотности хранения DRAM. Чтобы понять эту технологию, вам необходимо сначала понять базовую структуру традиционных ячеек памяти DRAM.

Современная DRAM обычно использует архитектуру 1T1C, то есть каждая ячейка памяти состоит из транзистора и конденсатора. Транзистор отвечает за управление чтением и записью данных, а конденсатор представляет данные, сохраняя электрический заряд. Большое количество ячеек памяти организовано в виде массива, состоящего из строк слов и строк битов, образующих основную область хранения микросхемы памяти.

В традиционной компоновке 6F² теоретическая площадь блока памяти составляет 6F², где F представляет собой минимальный размер элемента при проектировании процесса. Компоновка 4F² пытается сжать площадь устройства до 4F² за счет изменения расположения транзисторов и структур межсоединений так, чтобы транзисторы располагались в вертикальном направлении, а не полностью разворачивались на плоскости.

При том же размере элемента теоретическая площадь ячеек памяти 4F² уменьшается примерно на треть по сравнению с 6F². Это означает, что, если позволяют периферийные схемы, другие конструкции и условия производства, чип может разместить больше ячеек памяти на той же площади или уменьшить площадь чипа при той же емкости хранения.

Но есть предпосылка, которую легко упустить из виду:

Уменьшение площади устройства на одну треть не означает, что стоимость всего чипа DRAM также снизится на одну треть, а также не означает, что производительность неизбежно улучшится.

Решение, принятое Changxin Memory, называется транзистором с вертикальным затвором (VSG). Его транзисторные каналы расположены вертикально, а затвор управляет каналом из окружающей среды, что помогает улучшить управление затвором и уменьшить утечку. Благодаря такой конструкции у производителей появляется возможность еще больше уменьшить площадь отдельного складского помещения.

Changxin Storage не просто недавно начала исследования в этом направлении. Согласно публичным сообщениям, компания уже много лет проводит исследования архитектуры 4F² и опубликовала соответствующие технические документы и патенты. В 2023 году компания также продемонстрировала результаты исследования полноценного массива хранения данных емкостью 8 ГБ с использованием этой архитектуры. Компания заявила, что накопила более 300 семейств патентов на технологию 4F².

Результаты исследования показывают, что 4F² находится не только на стадии концептуального проектирования. Но все еще существует значительный разрыв между исследовательскими образцами, демонстрациями полного массива и зрелыми коммерческими продуктами DRAM. Настоящая задача заключается в том, как добиться стабильных электрических характеристик в структуре высокой плотности и обеспечить достаточно высокую производительность чипа для массового производства.

Bank of America: Экспортные ограничения могут побудить Changxin Storage перейти на структурные инновации 4F²

Аналитики Bank of America полагают, что продвижение Changxin Memory технологии 4F² связано с ограничениями, с которыми сталкивается Китай при приобретении передового оборудования для производства полупроводников. После того, как передовое литографическое оборудование попало под экспортный контроль, китайским производителям чипов памяти становится трудно полагаться исключительно на постоянное сокращение размеров процессов для увеличения плотности хранения данных, таких как Samsung, SK Hynix и Micron. Поэтому они более мотивированы на поиски прорывов путем изменения структуры ячеек памяти.

В производстве DRAM сокращение технологических процессов и инновации в структуре ячеек памяти — это два взаимосвязанных, но не идентичных технических направления.

Масштабирование процесса в основном увеличивает количество ячеек памяти, которые можно разместить на единице площади, за счет уменьшения размера ключевых структур. 4F² пытается изменить расположение транзисторов в массиве памяти, чтобы уменьшить теоретическую площадь ячейки при том же размере элемента. Эти два параметра могут использоваться в сочетании и не являются отношениями «или/или».

По-прежнему существует разрыв между текущими производственными возможностями Changxin Memory и ведущими международными производителями. В соответствующих отчетах указывается, что ее продукты 4F², как ожидается, будут построены на существующей 15-нанометровой технологической платформе DRAM, в то время как такие производители, как Samsung, перешли на более совершенный 10-нанометровый технологический процесс DRAM.

Поэтому, даже если Changxin Memory сможет первой вывести на рынок продукцию 4F², это не означает, что она лидирует по всем технологическим показателям. Он может добиться прогресса в структуре ячеек памяти, но ему все еще необходимо решить такие проблемы, как точность изготовления, периферийные схемы, производительность чипа и общая стоимость.

Однако Bank of America не стал полностью отрицать потенциальную конкурентоспособность этой технологии. Если Changxin Memory сможет наладить крупномасштабное производство в период с 2027 по 2028 год, а Samsung, SK Hynix и Micron до сих пор не коммерциализировали подобные архитектуры в больших масштабах, то у Changxin Memory появится возможность получить конкурентное преимущество в конкретных областях продукции.

Это также причина, по которой данная технология привлекла внимание рынка. В индустрии DRAM уже давно доминируют три производителя: Samsung, SK Hynix и Micron. Любая новая технология, которая может изменить стоимость единицы хранения и увеличить плотность чипов, может повлиять на будущую конкурентную среду трех компаний.

Розенблатт: Технологическую дорожную карту нельзя напрямую приравнивать к лидерству в коммерциализации

По сравнению с относительно осторожной позицией Bank of America, аналитики Rosenblatt более скептически относятся к заявлениям Changxin Storage о технологическом лидерстве, полагая, что так называемое заключение ведущих конкурентов на два года вперед в настоящее время не имеет достаточных оснований.

Розенблатт отметил, что Samsung и SK Hynix не перестают изучать архитектуру 4F². Соответствующие компании вложили годы в исследования и разработки, но эта технология еще не нашла широкого применения в коммерческих продуктах. Одна из причин заключается в том, что хотя структура 4F² увеличивает плотность, она также создает новые производственные проблемы.

Поскольку транзисторы, конденсаторы и связанные с ними структуры межсоединений становятся более компактными, управление процессом может стать более трудным. Небольшие отклонения в размере и расположении транзистора могут повлиять на электрические характеристики ячейки памяти. Чем плотнее конструкция, тем больше переменных необходимо контролировать в ходе производственного процесса, и дефектов сложнее избежать.

Кроме того, чипы памяти чрезвычайно чувствительны к ресурсу. Чип DRAM содержит большое количество ячеек памяти. Даже если вероятность дефекта в одной ячейке очень мала, она может привести к значительной потере урожайности во всем массиве. Производители должны контролировать дефекты с помощью избыточных механизмов проектирования, тестирования и ремонта, чтобы гарантировать, что конечный продукт соответствует коммерческим стандартам.

Если новая архитектура может увеличить теоретическую плотность, но приводит к снижению производительности, увеличению производственных затрат или недостаточной надежности продукта, то она может оказаться не более экономичной, чем зрелое решение 6F².

Сомнение Розенблатта основано на следующем: объявление Changxin Memory о планах по выпуску продуктов 4F² не означает, что она доказала, что может добиться стабильного массового производства по конкурентоспособной цене. Чтобы судить, действительно ли технология является ведущей, вам необходимо увидеть реальные продукты, надежные данные о производительности и результаты коммерческого производства, а не просто сравнивать графики, опубликованные двумя компаниями.

Samsung и SK Hynix также продвигают технологию 4F²

С точки зрения развития отрасли 4F² не является уникальным техническим направлением Changxin Storage.

Samsung ранее публично демонстрировала конструкцию DRAM 4F² с использованием транзисторов с вертикальным каналом и изучает технологию гибридного соединения на уровне пластины для более гибкой интеграции массива ячеек памяти с периферийными схемами. Ожидается, что соответствующие технологии улучшат использование площади чипа и одновременно повысят плотность хранения данных.

Предыдущие отраслевые отчеты указывали на то, что время массового производства Samsung с использованием архитектуры 4F² приходится примерно на 2028 год. Однако последующие сообщения корейских СМИ показали, что соответствующие технические маршруты и конкретные графики все еще могут быть изменены, и 2028 год не может считаться подтвержденной датой массового производства.

SK Hynix также объявила о планах исследований в области вертикальных транзисторов, ячеек памяти 4F² и трехмерной DRAM. Соответствующая дорожная карта Micron не имеет столь же четкого публичного графика.

Таким образом, так называемое Changxin Storage на два года вперед фактически сравнивает цель Changxin Storage по выпуску продуктов к концу 2026 года с ранее сообщенными сроками исследований и разработок или массового производства конкурентов. Однако то, что разные компании называют «запуском продуктов», «внедрением технологии» и «началом массового производства», может соответственно соответствовать разным этапам, таким как инженерные образцы, образцы для клиентов, рискованное производство или крупномасштабная коммерциализация.

Если не различать эти понятия и напрямую конвертировать их в опережающие годы, то легко преувеличить технологический разрыв.

Настоящая проверка заключается в том, сможет ли он стабилизировать массовое производство и завоевать признание клиентов серверов.

Продукт, который Changxin Storage планирует выпустить на этот раз, — это DDR5 RDIMM, который представляет собой зарегистрированный модуль памяти для серверов и рабочих станций.

RDIMM обычно использует механизм регистров или буферов для снижения электрической нагрузки на контроллер памяти, позволяя серверной платформе поддерживать больше модулей памяти и больший объем памяти. По сравнению с обычной памятью настольных компьютеров, к памяти сервера предъявляются более строгие требования к надежности, стабильности, совместимости и возможности долгосрочного снабжения.

Это также означает, что даже если Changxin Memory успешно производит микросхемы DRAM с использованием архитектуры 4F², ей необходимо дополнительно завершить проектирование модулей, тестирование совместимости системы и сертификацию клиентов, прежде чем она сможет выйти на рынок серверов.

Клиенты центров обработки данных не будут немедленно развертывать определенный тип памяти в больших масштабах только потому, что в нем используется более новая структура единиц хранения. Память должна оставаться стабильной при различных нагрузках и соответствовать таким требованиям, как контроль ошибок, управление температурой, долгосрочная работа и бесперебойность питания. Проблемы в любой ссылке могут повлиять на ход коммерциализации продукта.

На момент публикации соответствующих отчетов компания Changxin Memory не раскрыла полную мощность, рабочую частоту, плотность микросхем, окончательный производственный процесс, масштабы массового производства и список клиентов нового продукта, и ни одна третья сторона не проводила независимое тестирование этого продукта 4F². Поэтому в настоящее время невозможно сказать, лучше ли его фактическая производительность по сравнению с существующими продуктами Samsung, SK Hynix или Micron.

Если компания сможет запустить продукт в соответствии с планом и постепенно доказать его производительность, стабильность и экономическое преимущество, то эта технология может стать важным событием для китайской индустрии DRAM. Напротив, если время запуска продукта задерживается или если после массового производства возникают проблемы с доходностью и себестоимостью, то так называемое лидерство на два года вперед будет трудно установить.

С точки зрения промышленной конкуренции Changxin Memory больше нельзя рассматривать как второстепенного игрока на международном рынке DRAM. Ее платформа DRAM G5 пятого поколения запущена в массовое производство, и ее доля на рынке также растет. Данные TrendForce показывают, что доля Changxin Memory в мировом доходе от DRAM достигла 9,5% во втором квартале 2026 года, превысив 7,6% в первом квартале, заняв четвертое место в мире.

Это показывает, что Changxin Storage постепенно расширяет масштабы своего бизнеса и имеет возможность инвестировать больше ресурсов в исследования и разработку новых архитектур. Однако рост доли рынка и освоение технологий хранения данных нового поколения — это по-прежнему две разные вещи. Только потому, что первый добился прогресса, нельзя сделать прямой вывод об успехе второго.

В целом план Changxin Memory 4F² DDR5 заслуживает внимания, но на данном этапе его более уместно рассматривать как технологический путь с потенциалом, который еще необходимо коммерциализировать, а не как устоявшееся лидерство поколений.

Архитектура 4F² действительно теоретически может увеличить плотность ячеек памяти, и Changxin Memory также накопила соответствующие исследования и патенты. Однако сможет ли эта технология изменить глобальную структуру рынка DRAM, в конечном итоге зависит от того, сможет ли продукт быть запущен в эксплуатацию в соответствии с графиком, сможет ли производительность производства соответствовать требованиям, будет ли стоимость единицы хранения конкурентоспособной и готовы ли клиенты серверов принять ее в больших масштабах.

Для Samsung, SK Hynix и Micron прогресс Changxin Memory заслуживает постоянного внимания; но для всей отрасли по-настоящему решающим моментом является не объявление о принятии новой архитектуры, а преобразование ее в стабильный, надежный и устойчиво прибыльный продукт массового производства.