手机用久了卡顿,电脑开多几个程序就慢如蜗牛,这些日常烦恼背后,是一场正在存储器领域悄然发生的技术革命。

三星电子与三星综合技术院公开了一项革命性技术,可用于10纳米以下制程DRAM-1。这项突破将主要用于0a和0b类DRAM,这些新型存储器将采用小于10纳米的制程节点-1

与此同时,全球DRAM市场正陷于跌宕起伏的浪潮之中-2。AI应用带动记忆体需求暴增,三星、SK海力士及美光三大记忆体原厂因产能受限,市场形容记忆体“地狱级缺货”来袭-4


01 技术瓶颈

传统DRAM制造采用的是外围电路与存储单元分离的架构。而在追求更高集成度的过程中,行业转向了将存储单元垂直堆叠在外围电路之上的CoP架构-1

这一转变却带来了棘手问题:在存储单元堆叠工艺过程中产生的约550℃高温,会导致位于下层的外围晶体管受损,进而引起性能明显下降-1

平面微缩这条路,DRAM已经走了几十年。但说实话,当制程走到10纳米以下时,传统方法真的有点力不从心了。

电容体积被压缩到只有10立方纳米,里面存放的电子连100个都不到-3。这意味着啥?数据保存时间从原来的10毫秒缩短到1毫秒以内-3

为了不让数据丢失,DRAM得更频繁地“刷新”,重新充电,导致功耗蹭蹭往上涨了50%-3。这不就是咱们手机用久了特别耗电的原因之一嘛!

02 材料突破

三星电子通过采用创新的非晶态铟镓氧化物材料成功攻克了这一难题-1。他们首次演示了可耐受550摄氏度高温、沟道长度为100纳米的非晶InGaO基高耐热垂直沟道晶体管-1

在550摄氏度的氮气热处理工艺后,器件的阈值电压变化保持在0.1eV以内,漏极电流几乎没有出现退化-1。这意味着晶体管在极端高温环境下依然能保持原有性能。

在评估半导体器件长期可靠性的高温、高电压应力实验中,该技术同样表现出色,阈值电压变化仅为约-8mV-1。三星技术团队确认,基于这一技术的器件可稳定工作10年以上,完全满足商业应用的耐久性要求-1

另一边的DRAM研究也在材料领域取得惊人进展。imec与根特大学的联合研发团队,成功在300毫米硅晶圆上外延生长出120层硅/硅锗叠层结构-3

03 市场变革

当前DRAM市场出现了有趣的现象:DDR4价格竟然反超了DDR5-2。2025年6月,DDR4 16Gb芯片均价达到12美元,而同容量DDR5产品报价仅为6.014美元-2

这是DRAM历史上首次出现前代产品价格超越最新规格产品100%的异常现象-2。原因在于三大DRAM原厂纷纷将产能重心转向DDR5和HBM等高利润、高性能的产品领域-2

从2025年2月起,市场就传出美光、三星和SK海力士可能在年底前停止生产DDR3和DDR4内存的消息-2。供给端的收缩是推动价格上涨的关键因素之一-2

但你别以为这只是厂商的营销策略。天呐,看看数据中心的数字吧!截至2024年底,全球在用服务器中约45%使用DDR4内存-2

这些服务器承担着企业核心业务数据存储、处理以及云计算服务等重任,其内存升级换代需要复杂的兼容性测试和系统调试,成本高昂且耗时较长-2

04 未来布局

尽管技术前景广阔,三星的这项突破目前仍处于研究阶段,距离实际应用于量产DRAM产品尚有一段路要走-1。业内消息人士透露,三星可能在2026年底至2027年初推出首批基于此技术的商用DRAM产品-1

DDR6作为DRAM技术的又一次迭代,目前正处于紧锣密鼓的筹备和研发阶段-2。JEDEC固态存储协会已在积极推进DDR6内存规范的准备工作-2

目前,三大DRAM内存原厂三星、SK海力士和美光已完成DDR6原型芯片设计-2。预计2026年起,将会有新款处理器开始支持DDR6,2027年DDR6有望正式进入大规模导入期-2

在频率方面,DDR6原生频率起步为8800MT/s,最高有望达到17600MT/s甚至21000MT/s-2。这将加快数据传输速度,为AI、HPC等对带宽要求极高的应用提供更强大的内存支持[citation:2。


随着制程节点向个位数纳米迈进,DRAM的存储单元电容已微缩至仅能容纳不足100个电子-3。三星通过非晶铟镓氧化物材料攻克了550℃高温工艺难题,使晶体管能在极端环境下保持性能稳定-1

比利时研究团队则用碳元素作为“应力调节剂”,在300毫米晶圆上堆叠出120层硅/硅锗结构,将晶圆翘曲度控制在8微米内-3。市场正上演着DDR4价格反常超越DDR5的戏剧性一幕,而DDR6原型芯片已准备就绪,最高频率瞄准21000MT/s-2

存储器世界的物理极限正在被重新定义。

网友问题解答

网友“科技小白”问: 看了文章还是有点懵,能不能用更简单的方式解释一下,3D DRAM和现在手机电脑里用的内存到底有什么不同?这技术真的能让我手机不再卡顿吗?

回答:这位朋友提了个很实在的问题!我用个比喻来解释吧:现在的DRAM就像平房,所有房间都铺在同一层地面上;而3D DRAM则是摩天大楼,房间层层叠叠向上发展。

传统DRAM想要增加容量,就得把每个房间越做越小,但小到10纳米以下就遇到难题了——房间里只能放不到100个电子,数据很容易丢失,需要不停地“刷新”-3。这就是为什么手机用久了会变慢耗电。

3D DRAM不同,它不拼命缩小房间,而是往上盖楼。imec与根特大学已经能盖120层高了-3。这样做的好处是:容量大幅增加,同时每个房间可以做得更“舒适”,数据保存更稳定,不需要频繁刷新。

至于你手机卡顿问题,3D DRAM确实能帮助解决。它单颗容量可达160GB,是传统DRAM的5倍-3。未来手机可能不需要那么多内存芯片,减少数据传输距离,速度快了,耗电少了,自然就不容易卡顿了。不过这项技术预计要到2027年左右才能量产-3,咱们还得耐心等等。

网友“投资爱好者”问: 从投资角度看,DRAM技术变革会带来哪些机会?现在市场说“地狱级缺货”-4,是短期现象还是长期趋势?

回答:嘿,这个问题问得很专业!当前的DRAM市场确实处在特殊时期。AI应用带动需求暴增,但三大原厂产能有限,导致所谓“地狱级缺货”-4。从投资角度看,这波行情有几个关键点:

一是技术领先者受益。像三星的10纳米以下DRAM技术突破-1,imec的120层3D堆叠成果-3,这些技术领先者会在行业变革中占据优势。三星可能在2026年底至2027年初推出基于新技术的商用产品-1

二是供需失衡可能持续。有分析认为,缺货状况可能一路延续至2027年底-4。因为原厂的新增产能要到2028年之后才会大量释放-8。这意味着未来两年左右,DRAM价格可能保持强势。

三是关注应用端变化。AI服务器是最大驱动力,2025年全球AI服务器出货量预计同比增长80%-2。每台AI服务器搭载的DDR5容量是普通服务器的3~4倍-2。同时,传统服务器市场也在复苏-8

不过要注意风险:技术迭代过程中,像DDR4价格反常超过DDR5的情况-2,可能导致市场波动。长期看,掌握3D DRAM等下一代技术的公司更有前景。如果你考虑投资,建议关注那些在先进DRAM研究上有实质进展的企业,而不仅仅是炒作概念的公司。

网友“电脑DIY玩家”问: 我正准备组装一台新电脑,现在该选DDR4还是DDR5?听说DDR4要停产了,但DDR5又贵,很纠结!

回答:哎呀,这可是现在装机族最头疼的问题!我来给你分析分析,咱们捋一捋啊。

首先,DDR4确实面临减产停产。三星、SK海力士、美光都在压缩DDR4产能-2。这导致了一个奇葩现象:DDR4价格竟然比DDR5还高-2。但这可能只是短期现象,因为厂商就是要通过这种方式,促使市场向DDR5过渡。

从未来兼容性考虑。英特尔和AMD计划在2025年底推出的新平台可能不再支持DDR4-2。这意味着如果你现在买DDR4平台,未来升级空间会受限。

再者,性能差距现实存在。DDR5频率更高,带宽更大,尤其是对于核显用户和内容创作者,差别会比较明显。不过对于一般游戏玩家,目前DDR4和DDR5在游戏帧数上的差距可能没有价格差距那么大。

我的建议是:如果你预算非常紧张,且主要玩主流游戏,可以趁DDR4平台清库存时捡个便宜。但要做好未来升级受限的心理准备。

如果你希望电脑能用得更久,或者需要做视频编辑、3D渲染等工作,多花点钱上DDR5更合适。虽然现在贵点,但DDR5价格正在逐渐走低-2,而且明年开始会成为绝对主流。

还有一个折中方案:先上单根16GB DDR5,留出升级空间,等价格降了再加一根。这样既保证了未来兼容性,又不会一下子投入太多。

说实话,技术换代期总是让人纠结。但想想从DDR3到DDR4换代时的情况,最终新平台总会完全取代旧平台。如果你不是急需用电脑,甚至可以等等明年支持DDR6的新平台-2,不过那就得等更久了!