SemiAnalysis分析,3D NAND閃存堆疊層數突破300層後,鎢字線在電阻、化學相容性和深孔填充三方面均觸及物理極限,鉬成為強制替代材料。三星已於2024年量產,美光2025年跟進,SK海力士計劃2026年底推出375層鉬工藝產品。預計鉬沉積設備市場2027年銷售額超10億美元。
8月23日,半導體行業研究機構SemiAnalysis在X平台發佈系列推文,闡述3D NAND閃存製造從鎢(Tungsten,W)向鉬(Molybdenum,Mo)轉型的技術邏輯。
3D NAND大約十年前就停止了橫向縮小,轉而靠垂直堆疊層數來提升記憶體密度。但當層數突破約300層後,連接每個記憶體單元的鎢字線(word lines)遭遇了物理瓶頸:電阻過高、基於氟的化學工藝導致漏電,以及在超深孔中無法完成有效填充。
SemiAnalysis在推文表示:「鉬不是一種優化,是300層以上NAND的必選項。」
與鎢相比,鉬具備三項關鍵優勢:更低的電阻(帶來更快的讀寫速度)、無需氟基化學工藝,以及在高深寬比結構中更好的填充能力。這三點恰好對應鎢在深層堆疊中暴露出的三個核心缺陷,使得材料替換具有技術必然性,而非可選的工程改進。
行業現狀:量產仍在2xx層,轉折點已至
SemiAnalysis梳理了當前各大廠商的層數位置:鎧俠/閃迪(Kioxia/SanDisk)處於218層,美光(Micron)276層,三星(Samsung)286層,SK海力士以321層處於行業前沿。
向3xx至4xx層的躍遷正在啓動。SemiAnalysis估計,鉬在NAND總產能中的佔比將從2025年的中個位數百分比,增長至2027年的約30%。
三大廠商全面押注
主要NAND製造商均已明確承諾轉向鉬工藝,時間表清晰:
三星是先行者,鉬字線產品自2024年起已進入量產階段。
美光於2025年在Lam Research的ALTUS Halo設備上啓動大規模量產。
SK海力士計劃於2026年底推出採用鉬工藝的375層NAND。
設備商:超10億美元的新增市場
每一次從鎢到鉬的轉換,都意味著需要新的沉積設備。SemiAnalysis估計,僅2027年一年,NAND鉬沉積設備的銷售額就將超過10億美元,並隨著DRAM和邏輯晶片的跟進,到2030年增長至約20億美元/年。
受益格局方面,Lam Research最先獲益,TEL(東京電子)緊隨其後;AMAT(應用材料)、ASMI及中國設備商Naura(北方華創)則更多受益於後續DRAM和邏輯晶片的轉型浪潮。SemiAnalysis表示,完整的細分市場層面測算已納入其前道設備(WFE)模型。 (華爾街見聞)
