长鑫存储4F²架构量产落地,用垂直晶体管与混合键合绕开EUV封锁

长鑫存储通过自研4F²架构与VSG垂直晶体管,结合12英寸晶圆级混合键合工艺,在无EUV光刻机条件下实现DRAM密度提升30%–50%;已全球首发LPDDR6并切入服务器DDR5 RDIMM市场,专利...

半导体/芯片

长鑫存储正以一场系统性技术突围,改写全球DRAM产业的权力结构。其核心策略并非在传统6F²平面架构路径上追赶制程极限,而是另辟蹊径——通过底层架构创新与制造工艺解耦,实质性绕开对EUV光刻机的依赖。这一路径已在2026年进入商业化验证阶段:LPDDR6全球首发搭载于小米18 Fold,首代4F²架构产品同步进军高门槛服务器DDR5 RDIMM市场,标志着中国厂商首次在高端DRAM领域实现“首发即高端”的战略卡位。

传统DRAM单元采用6F²(6倍最小特征尺寸平方)平面布局,其电容结构随制程微缩至10纳米以下时,绝缘层仅剩数原子厚度,漏电流急剧上升,物理极限日益凸显。行业主流厂商如三星、SK海力士虽已规划4F²路线,但普遍预计2028年以后才能量产导入。长鑫则提前十年布局,将4F²架构与自研VSG(Vertical Surrounding Gate,垂直包围栅)晶体管深度耦合,将电流通道由水平改为垂直方向,从根本上抑制短沟道效应。实测数据显示,同等面积下存储密度较6F²提升30%至50%,为延续摩尔定律提供了新可能。

架构创新之外,长鑫同步推进制造工艺的“结构性解耦”:采用12英寸晶圆级混合键合(Hybrid Bonding)技术,将外围逻辑电路与存储阵列单元分拆制造——逻辑部分可使用成熟制程优化性能,存储单元则聚焦密度提升,最终通过三维集成实现整体性能跃升。该方案不依赖EUV设备即可达成高集成度,有效规避了外部设备封锁风险。据公开披露,长鑫在混合键合方向的专利数量已跻身全球前十,构成双重技术护城河。

支撑这一激进路线的,是长达十年的专利前瞻性布局。自公司成立起,长鑫即启动4F²架构研发,目前已形成超300件公开专利族,覆盖晶体管结构、单元排列、键合工艺等关键环节,数量领先海内外同行。这些专利不仅具备防御价值,更意在抢占3D DRAM时代的话语权。在二维时代,后发者必须向三星、美光、SK海力士缴纳高额专利许可费;而在垂直晶体管与三维集成的新范式中,所有玩家重回同一起跑线,长鑫有望凭借先发优势,从“单向缴费”转向“交叉许可”,真正参与规则制定。

市场节奏同样体现战略决心。过去几年,长鑫通过DDR4与LPDDR4X快速扩产,全球市占率稳居第四,倒逼海外巨头调整产能策略。但公司并未止步于成熟市场薄利多销,而是选择“高端先行”:LPDDR6全球首发落地小米折叠旗舰,成为首个商用该规格的厂商;首代4F²产品直接切入服务器DDR5 RDIMM领域——该市场对可靠性、寿命、纠错能力要求严苛,毛利率显著高于消费端,是DRAM利润最核心的腹地。此举彻底撕掉“低端替代”标签,宣告其产品已具备与国际巨头正面竞争的实力。

业绩层面,长鑫科技2026年前三季度营收预计达2650亿–2700亿元,归母净利润1310亿–1325亿元,日均净利近4.8亿元,实现强劲扭亏为盈。在AI算力需求持续拉动下,其产能利用率保持高位,规模效应加速释放,营收与利润增速领跑全球半导体同业。管理层更提议动用10亿–20亿元资金回购股份,释放对核心技术落地与长期价值的信心信号。

更深层看,长鑫的技术路径指向“存算协同”的未来架构。当前AI计算面临“内存墙”瓶颈——处理器算力提升远快于数据搬运速度。晶圆级混合键合所实现的逻辑-存储异构集成,为后续发展Chiplet高速互连、存内计算(PIM)乃至国产算力集群的自主存储底座奠定基础。若能与国内先进逻辑代工厂协同,形成“逻辑晶圆+存储晶圆”的异构堆叠体系,将极大缓解高端国产AI芯片的存储依赖问题。

长鑫存储办公楼外景

值得注意的是,长鑫并未将4F²架构作为过渡方案,而是明确将其定位为通向3D DRAM的必经之路。行业共识认为,2D向3D演进的关键节点正是4F²结构的成熟应用。在此拐点主动卡位,意味着长鑫不仅争夺当下市场份额,更试图定义下一代DRAM的技术标准。

年底,4F²服务器内存将正式亮相,这是对其十年“阳谋”路线的首次大规模市场检验。能否在数据中心客户严苛的认证体系中站稳脚跟,将决定其能否真正跻身全球DRAM“第四极”。无论结果如何,长鑫已证明:在半导体封锁背景下,架构创新与系统级工程思维,可以成为突破物理与供应链双重限制的有效路径。