经过几个月的漫长等待之后，三星电子（Samsung Electronics）采用极紫外光（EUV）微影工艺的D1z DRAM终于量产了！

　　三星电子在今年稍早发表了号称业界首创，同时分别采用氟化氩浸润式微影（ArF-i）工艺与EUV微影技术的D1z DRAM，而TechInsights很兴奋地宣布，我们针对三星最新/最先进D1z DRAM的拆解分析有一些“新发现”，并确认了该技术的一些细节。

　　三星电子已经开发了D1z 8Gb DDR4、D1z 12Gb LPDDR5与16Gb LPDDR5 DRAM组件，并号称性能更高；我们发现后面两款（LPDDR5）组件都应用于三星在2021年1月刚上市的Galaxy S21 5G系列（包括S21 5G、S21+ 5G与S21 Untra 5G）智能手机中。12Gb的LPDDR5芯片被应用于Galaxy S21 Ultra 5G的SM-G998B/DS 12GB RAM，16Gb的LPDDR5芯片则可见于S21 5G与S21+ 5G的8GB RAM中。

　　在D1z技术节点部份，三星的D1z 12Gb LPDDR5比前一代的D1y 12Gb版本在产量上多了15%，设计规则（D/R）则从（前一代D1y工艺） 17.1纳米，微缩至15.7纳米。整体裸晶尺寸也减少，从53.53mm2 （D1y）缩小至43.98mm2 （D1z），新一代芯片比前一代约缩小18%。

　　表1：8Gb、12Gb与16Gb的三星D1y与D1z LPDDR5芯片比较。

　　三星电子标记为K4L2E165YC的12Gb内存芯片是利用最先进D1z技术结合EUV微影，而芯片标记为K4L6E165YB的16Gb LPDDR DRAM芯片则是采用非EUV技术。三星似乎是在一开始同时开发在SNLP （storage node landing pad）/BLP （bit line pad）采用ArF-i与EUV两种微影技术的D1z LPDDR5，现在则是全面以EUV SNLP/BLP微影生产D1z LPDDR5。

　　2019年底，三星发表了采用D1x EUV微影技术的100万个模块样品，现在已经针对全球DRAM产业与市场推出采用EUV微影技术的大量生产（HVM） DRAM产品。三星电子的D1z芯片应该是在韩国平泽市（Pyeongtaek）的第二条生产线制造。

　　图1：比较三星的DRAM储存单元BLP图案：（a）是不采用EUV微影技术的版本，（b）是采用EUV微影技术的版本。

　　在D1z 12Gb LPDDR5组件的工艺整合上，三星电子只在一层光罩上采用EUV微影技术，单一SNLP （在内存单元数组上）/BLP （在S/A感测放大器电路区）的临界尺寸（CD/pitch）约40纳米，S/A区域的BLP线宽为13.5纳米。

　　图1显示的是三星采用ArF-i微影技术的D1z 16Gb LPDDR5芯片（a）与采用EUV微影技术的D1z 12Gb LPDDR5芯片（b）的S/A BLP图案比较。藉由利用EUV微影，在S/A区域的BLP线的边缘粗糙度（edge roughness，LER）有所改善，可能也因此减少桥接/短路缺陷。

　　表2：D1z DRAM比一比：美光D1z LPDDR4 vs. 三星D1z LPDDR5。

　　比较来自美光（Micron）的D1z竞争产品（表2），三星的内存单元（0.00197μm2，美光为0.00204μm2 ）与D/R （三星为15.7纳米，美光为15.9纳米）尺寸更小。美光D1z p产品是在所有光罩步骤都采用ArF-i微影，可能在一段时间内都不会采用EUV微影，包括D1α与D1β。

　　图2：三星DRAM （从D3x到D1z）内存单元尺寸变化趋势。

　　三星从D3x到D1z的DRAM内存单元尺寸与D/R趋势变化分别如图2与图3所示。DRAM内存单元与D/R微缩近年变得越来越艰难，但三星还是将D1z的D/R缩小到15.7纳米，比前一代D1y减少了8.2%。

　　图3：三星DRAM （从D3x到D1z）设计规则变化趋势。

　　三星将继续为下一代DRAM产品增加采用EUV微影的光罩层数，像是预计2021年量产的D1a与2022年量产的D1b。