全球DRAM巨头的4F²路线分岔，是技术账，也是经济账

本文来自微信公众号： 未尽研究 ，作者：未尽研究

DRAM的技术叙事开始分岔。在长鑫存储披露下一代4F²架构与产品进展后，三星确认继续并行开发，SK海力士选择循序渐进，而美光则明确表态不跟。

长鑫将4F²架构，明确视为“弯道超车”的机会之一。其判断是，长鑫与海外三大DRAM厂商在新技术上都处于探索阶段，商业化仍存在不确定性。

长鑫存储要借IPO弯道超车

2026/05/18完整阅读>

DRAM制程竞争的核心目标之一，是提高单位面积的存储bit容量。单个DRAM存储单元的理论平面占地，可以简化表示为kF²。在这个公式下，提高存储密度，无非两条路径：降低布局系数k，或者缩小特征尺寸F。

说明：从6F²到4F²，存储单元的理论平面占地（图中粉红色区域）由典型的3F×2F缩小至2F×2F

约二十年前，行业曾通过改变存储单元布局，将其面积从8F²压缩至6F²。此后很长一段时间，DRAM密度提升主要依靠特征尺寸的持续微缩。如今，随着平面微缩越来越困难，降低k的架构创新，再次成为行业竞争的重要方向。

但显然，这一次，行业尚未形成明确的技术共识。不同厂商对4F²的技术可行性、经济性和商业化时机，正在作出不同判断。这也为长鑫提供了一个不同于以往的竞争窗口。

从2021年长鑫首次发表4F²架构相关论文，到今年年初IMW 2026（IEEE国际存储器研讨会）上进一步讨论了其技术挑战，市场早已知晓长鑫重注了4F²路线。

即使如此，很少有人料到它的进展如此迅速。10月10日，长鑫宣布预计年底推出融合4F²架构与混合键合技术的新一代DDR5 RDIMM产品，会根据客户验证进度与市场需求情况，推进规模量产进度。这让韩国三星电子、SK海力士，以及美国美光的股价大幅下跌；当然，也有AI叙事整体趋冷的因素。

14日，在一场行业展会上，三星电子设备解决方案（DS）部门首席技术官Song Jaehyeok确认，三星正在努力推进4F²架构。年初，该公司就展示了采用对应技术的16Gb 4F²DRAM测试芯片。据称，它将在2028年量产。

21日，美光科技总裁兼首席技术与产品官Scott DeBoer公开表态，将继续延展6F²架构，同时推进3D DRAM研发，不把4F²纳入当前技术路线。美光曾是6F²架构的先行者，而且已经研究4F²超过20年，如今却认为，这一方向又贵又难，缺乏足够有吸引力的规模化路径。

28日，在财报电话会上，SK海力士确认会向4F²架构过渡，但这不是当前阶段公司重点。目前的研发规划，是通过工艺成熟度和稳定的技术平台，尽可能充分发挥6F²架构的潜力，并延展该技术平台的寿命。SK海力士希望，每项技术都在合适的时间应用于合适的产品。这里的“合适的时间”，既包括技术就绪，也包括经济就绪。

这一切，正如长鑫在招股书中所判断的，4F²仍处于技术探索阶段，距离规模化商业应用还有不确定性。各家公司的微缩能力（scaling capability）、工艺环境和成本结构不同，对待4F²架构的战略选择也就不同。

美光的担忧并非没有道理。理论上，在相同的特征尺寸F下，4F²可以将单个存储单元的平面占地减少三分之一，使相同面积内能够容纳的存储单元数量增加50%。但从6F²到4F²，不是简单地压缩单元面积，而是一次DRAM单元1T1C结构的重新布局。它不仅需要确保存储性能，还必须满足良率、可靠性和成本要求。

在20多年的二维微缩过程中，电容器（C，capacitor）被拉伸成高而细的圆柱形，以便在不断缩小的空间内仍能存储足够的电荷。要将6F²典型的3F×2F架构减少到4F²的2F×2F，就需要将晶体管（T，transistor）也立起来，也就意味着新的器件结构和集成工艺。

但是，美光认为，晶体管可以改变布局，电容却不能无限靠近，因为需要保证足够的电容容量、绝缘性能和制造可靠性。

这意味着，4F²的理论密度收益在计入电容间距约束、外围电路面积、冗余单元之后会显著打折，而工艺成本却在上升。那么，它的经济性是否优于6F²持续微缩，并非不证自明。而且，即使一切顺利，它还受到良率提升与产能爬坡速度的制约，会在很长一段时间内侵蚀利润。

市场对DRAM如此饥渴，甚至奥特曼发出了充满争议的质疑：为什么要让大量内存闲置在个人电脑中。美光认为紧缺将延续到2028年，SK海力士甚至预计会到2030年。在这样的市场环境下，对于已经占据更大市场份额的巨头来说，将大量资金和研发资源投入商业化前景尚不明朗的4F²，并不是当前最有吸引力的选择。

它们拥有EUV（极紫外光刻），可以通过F的继续微缩，提升密度，在DRAM高溢价的这段时间内，彻底榨干6F²工艺的价值；美光是三家中最晚在DRAM量产中引入EUV的厂商，此前在DUV多重曝光时代积累的工艺，也为其后续导入EUV提供了基础。

而长鑫的限制在于缺乏EUV等先进光刻能力。如果继续沿着6F²路线推进，就需要持续缩小特征尺寸F，并越来越依赖DUV多重曝光，经济性不可避免地受到套刻精度、工艺窗口与良率的挤压。

4F²则可能改变这种约束关系，有机会让长鑫采用相对更大的特征尺寸F，从而降低对极限光刻和多重曝光的依赖。如果这一结构优势能够在实际工艺中兑现，量产4F²架构的DRAM，也许比继续依赖DUV多重曝光微缩6F²更有性价比。

这相当于为国产先进光刻设备的发展争取了一个时间窗口。这也是为什么，同样在研究3D折叠、4F²等下一代芯片技术，中国半导体厂商却可能比行业领军者，更早也更积极地推动这类技术从实验室走向产品化。因为，它们没办法，也没太大的历史包袱。这是逼出来的创新，当然，同样困难重重。

但从6F²向4F²的“弯道超车”，本质上只有一次结构性红利。通过改变布局系数k，将单元面积压缩到4F²后，继续提高DRAM容量密度，仍然需要依靠特征尺寸F的微缩。

事实上，4F²并不是DRAM行业的长期技术终点，甚至不一定会进一步演进至2F²，而是下一代存储架构探索中的一个阶段性选择。应用材料公司提出的DRAM技术路线图，除了4F²，还包括先进光刻驱动的微缩、先进外围晶体管与互连、CMOS键合阵列，以及3D DRAM。这些方向并非相互替代。

从长期看，通往3D DRAM，是行业突破平面阵列密度限制的重要方向。与4F²在1T1C存储单元内部调整布局不同，3D DRAM则是将多个1T1C存储阵列沿垂直方向堆叠。

推进4F²，既是一条可以尝试商业化的路线，也有望为未来3D DRAM积累器件、材料和工艺经验。跳过4F²，则是在押注3D DRAM能够赶在6F²的微缩经济性耗尽之前实现规模量产，避免为一个收益有限的过渡架构投入大量资源；反之，则可能在两代技术之间出现数年的技术空档。

对长鑫和中国半导体产业链而言，4F²的意义还不止于DRAM本身。如果这条路线继续推进，围绕该架构的研发与量产需求，也将提前传导至EDA、半导体设备和材料领域。在EUV能力仍然受限的阶段，这种由下游芯片架构创新牵引上游供应链迭代的路径，也是中国本土算力产业突破技术“卡脖子”的重要方式之一。