300層NAND逼近物理極限!鉬取代鎢成關鍵 記憶體大廠生死戰開打

一個數字震驚了整個半導體產業:SK海力士以321層領先群雄,並計畫在年底前推出375層產品。但當層數突破300層這個臨界點,長期以來被視為理所當然的鎢製程,開始發出崩潰的警訊。 十多年來,3D NAND快閃記憶體產業靠著垂直堆疊這條路,硬是把儲存密度推上了新的高度。

一個數字震驚了整個半導體產業:SK海力士以321層領先群雄,並計畫在年底前推出375層產品。但當層數突破300層這個臨界點,長期以來被視為理所當然的鎢製程,開始發出崩潰的警訊。

十多年來,3D NAND快閃記憶體產業靠著垂直堆疊這條路,硬是把儲存密度推上了新的高度。但SemiAnalysis最新分析直指:鎢製字元線在300層以上已經「撐不住了」——電阻過高、含氟製程造成漏電、超深孔填充困難,三大瓶頸同時炸開。產業正站在一個不得不轉彎的關鍵路口。

表象:層數競賽背後的隱憂

從檯面上看,這是一場單純的數字競賽。美光276層、三星286層、鎧俠與SanDisk停留在218層,而SK海力士以321層暫居領先。但數字會說話,也會騙人。真正讓業界頭痛的,不是如何堆得更高,而是堆上去之後怎麼讓它不出錯。

SemiAnalysis在X平台上直接點破:「當3D NAND層數突破約300層,鎢製字元線開始面臨物理極限。」這句話背後的意思是——過去行之有年的材料選擇,已經走到了盡頭。不是優化參數就能解決的小問題,是整個製程路線必須砍掉重練的大工程。

「這不是選A或選B的選擇題,而是沒有B就沒有下一步的生存題。」一位不具名的半導體材料分析師這樣形容鉬取代鎢的迫切性。

鎢的問題出在哪?說穿了就是三個字:不合身。隨著字元線越拉越長、越刻越深,鎢的電阻特性開始扯後腿,讀寫速度上不去;含氟的製程殘留物在深孔裡作怪,漏電問題讓良率哭出來;而超深孔的填充均勻性,更是讓工程師夜夜失眠。

真相:鉬不是選項,是答案

相較之下,鉬的出現像是一道救命符。在奈米尺度下電阻更低、可以用無氟製程徹底堵住漏電根源、高深寬比結構中填充表現壓倒性勝出——三個痛點一次解決。

最關鍵的數據來自鎧俠與威騰電子(WD)的測試:無氟鉬製程將漏電失效率降至鎢製程的百分之一,在相同矽體積下提高超過16.3%的位元密度。這不是微幅改善,是數量級的跳躍。

「鉬從製程優化選項轉變為必要替代材料。」SemiAnalysis這句話,宣告了NAND產業正式進入材料轉型的強制執行階段。

話說回來,材料轉型從來不是換個原料那麼簡單。鉬製程需要完全不同的沉積設備,這意味著整個設備供應鏈要跟著翻轉。科林研發因為率先推出可量產的鉬原子層沉積設備,被點名是這波轉型的大贏家;東京威力科創、應材、ASMI,甚至中國的北方華創,都在排隊等下一波訂單。

各方角力:設備商卡位、記憶體廠砸錢

SemiAnalysis給出一個驚人的預測:鉬製程占NAND總產能比重,將從去年的中個位數,在2027年飆到約30%。相關沉積設備市場明年突破10億美元,2030年進一步站上每年20億美元。這不是小池塘,是貨真價實的藍海。

而記憶體廠商現在口袋夠深,剛好撐得住這場豪賭。集邦科技(TrendForce)統計,全球前五大NAND品牌廠今年第2季合計營收達688.7億美元,季增77%。景氣高峰加上技術轉型的雙重推力,讓這波材料革命有了最紮實的銀彈後盾。

從產業面來看,這波鉬替代潮不會只停在NAND。SemiAnalysis點出一個關鍵訊號:後續DRAM與邏輯晶片也可能跟進材料轉型。換句話說,今天NAND發生的故事,明天可能在所有半導體製程重演一遍。科林研發搶到的不是一張訂單,是一張通往未來十年的門票。對台灣的設備供應鏈來說,這個訊號值得高度警戒——我們準備好接球了嗎?

不過,有一家名字在這場派對裡顯得格外安靜。長江存儲母公司長存集團的科創板IPO申請雖已獲受理,擬募資人民幣330億元,但NAND堆疊技術尚未進入300層以上競爭。技術追趕與產能瓶頸,是兩道短期內看不到解答的難題。

深層影響:材料革命改寫的不只是製程

這波轉型真正的意義,在於它徹底改變了NAND產業的競爭規則。過去大家拼的是層數,現在拼的是材料整合能力——誰能最快把鉬製程導入量產、誰能掌握最穩定的沉積設備、誰能在相同矽體積裡塞進更多位元,誰就是下一個世代的贏家。

對台灣記憶體相關業者來說,這既是機會也是警訊。機會在於設備與材料的需求爆發,警訊在於技術門檻正在快速拉高,跟不上的人只會越落越遠。

如果往後推演三到五年,我們很可能會看到一個全新的局面:NAND的競爭從「堆疊層數」轉向「材料科學能力」,設備商的角色從「供應商」變成「共同開發夥伴」,而記憶體廠的資本支出結構,將有越來越大的比重押在材料研發上。

未解之問:贏家全拿,還是百花齊放?

這場材料轉型大戲才剛揭幕,但幾個關鍵問題已經浮上檯面:科林研發的先行者優勢能維持多久?東京威力科創與應材會不會在後續DRAM與邏輯晶片材料轉型中逆襲?中國廠商在設備禁令下,要如何跨越鉬製程的技術鴻溝?

更重要的是——當鉬也走到物理極限的那一天,下一種材料又是什麼?半導體產業從來沒有「永遠的解決方案」,只有「當下最好的選擇」。而這個「當下」能維持多久,取決於工程師們能在實驗室裡變出什麼新魔法。

SemiAnalysis沒有給出答案,整個產業也還在摸索。但有一件事是確定的:300層不是終點,而是起點。真正的好戲,才正要開始。

編輯觀點
這波NAND材料革命,台灣業者不該只當旁觀者。從設備端的科林研發到材料供應鏈,每一個環節都在重新洗牌。記憶體景氣高峰給了大廠砸錢轉型的底氣,但對台灣廠商來說,真正的挑戰在於:我們的材料研發能量跟得上這一波速度嗎?還是只能等設備商把解決方案打包好,再花大錢買授權?技術自主的差距,往往不是在主戰場拉開的,而是在材料、設備這些「基礎建設」層級悄悄決定的。這不是危言聳聽,是過去三十年半導體史教會我們的事。

【行動呼籲】
如果你關注半導體產業的長期競爭力,現在該追蹤的不是下一季營收數字,而是各大廠在鉬製程上的量產進度。訂閱SemiAnalysis等專業研究機構的分析報告、關注科林研發等設備大廠的技術發表會、留意鎧俠與威騰電子量產時程的官方公告——這三個資訊來源,會比股價走勢更早告訴你誰是下一階段的贏家。產業轉型的訊號從來不會敲鑼打鼓,它總是在工程師的實驗紀錄簿裡悄悄浮現。

本文改寫整理自公開新聞來源,原始報導由自由時報發布。

常見問題 FAQ

為什麼300層以上的NAND必須改用鉬取代鎢?

因為鎢製程在300層以上面臨三大物理瓶頸:電阻過高拖慢讀寫速度、含氟製程導致漏電、超深孔填充困難。鉬在奈米尺度下電阻更低、可採用無氟製程,且高深寬比填充表現遠優於鎢,已從選項變成必要替代方案。

鉬製程能提升多少NAND效能?

根據鎧俠與威騰電子的測試數據,無氟鉬製程可將漏電失效率降至鎢製程的百分之一,並在相同矽體積下提高超過16.3%的位元密度,是數量級的效能跳躍。

這波材料轉型對哪些設備商最有利?

科林研發因率先推出可量產的鉬原子層沉積設備被點名為先行者,東京威力科創、應材、ASMI及北方華創也可望受惠。相關沉積設備市場預估2026年突破10億美元,2030年達每年約20億美元。

台灣記憶體相關業者該如何應對這波轉型?

建議密切追蹤三大資訊來源:SemiAnalysis等專業機構的分析報告、科林研發等設備大廠的技術發表會、鎧俠與威騰電子量產時程的官方公告。技術自主的差距往往在材料與設備等基礎建設層級悄悄拉開。

※ 此篇文章由 AI 改寫或生成,內容僅供參考,可能存在錯誤或不準確之處。