SK海力士尝试以钼代钨 提升存储密度与速度

随着存储工艺的不断进步，内部材料也在更新换代。SK海力士已经完成了375层3D NAND闪存的生产验证工作，并正在推进产线落地。此次并未新建厂房，而是对清州M15工厂现有生产线进行改造升级。这座工厂目前主要生产176层、238层、321层等中低层数NAND产品，改造后将全面切换为375层产品生产线，计划在今年年底前正式量产。

这款NAND最初规划为400层架构，但由于超高层数堆叠的量产工艺限制，最终调整为375层。按照SK海力士的技术路线，未来还将继续迭代，依次推出480层和604层产品。

此次技术迭代的最大亮点在于使用钼材料替代传统钨材料制作字线。字线是连接存储单元控制栅极的水平控制线，主要用于选择和操作特定行的存储单元。随着3D NAND堆叠层数增加，传统钨材质的缺点逐渐显现：线路细化后电阻显著上升，拖慢信号传输速率。此外，钨在制程中还需要额外铺设阻挡辅助层，逐层叠加后会挤占空间，影响芯片集成密度。

相比之下，在同等微缩尺寸下，钼的电阻更低，能够有效加快数据读写速度。而且钼无需额外增设阻挡层，可直接完成填充，进一步提升芯片存储密度。不过，钼前驱体在常温下为固态，生产时必须借助专用设备进行高温加热，同时要严格把控物料的供给量与输送速率，对设备和制程管控要求较高。

SK海力士考察了泛林集团和东京电子的设备后，选择了东京电子的炉式设备。该设备可一次性完成约100片晶圆的沉积作业，在设备采购成本、场地占用以及钼物料消耗上更具性价比。

供应链方面，液化空气集团、英特格和默克公司将向SK海力士供应钼材料。韩国企业SK Specialty也被提及为潜在供应商，双方正在商讨借用液化空气集团的供应系统来供应钼材料的方案。SK海力士也积极推动两家公司之间的合作。

从行业层面来看，三星电子已率先采用钼材料工艺。该公司自2024年4月起量产286层第九代3D NAND，已将钼应用在金属布线环节；其规划中的第十代400层以上3D NAND，也定于今年下半年推向市场，钼材料的应用范围将持续扩大。

行业测算数据显示，三星去年钼材料采购量约为4吨，今年预计增至10吨，后续需求还将逐年增加，预计到2030年将达到80吨。SK海力士从明年开始大规模导入钼工艺，初期年采购量也将达到4吨左右。