4F²对决6F²:长鑫DDR5年底送样,美光质疑能否成立?

一颗DRAM存储单元的面积系数,从6降到4,意味着什么?
在相同芯片面积下,存储单元数量可提升至原来的1.5倍,理论位密度提升50%——而且不依赖EUV光刻。
近日,国产存储龙头长鑫存储(CXMT)在第三季度业绩说明会上正式回应美光质疑,证实其第六代DRAM技术平台基于4F²架构开发,已通过工程样品验证,首款DDR5 RDIMM产品预计2026年底前向客户送样。
这场围绕4F²与6F²的路线之争,由此从技术研讨走向公开交锋。
长鑫正式回应:4F²工程样片已验证,年底送样DDR5 RDIMM
针对美光高层此前公开质疑4F² DRAM架构的言论,国产存储龙头长鑫存储在10月31日第三季度业绩说明会上给出正式回应。
长鑫科技证实,下一代即第六代DRAM技术平台基于4F²架构开发,目前已顺利通过工程样品验证,首款产品预计2026年底前向客户送样。在4F²垂直沟道DRAM架构取得关键突破的基础上,第六代工艺技术平台已完成工程样片验证。预计今年年底,公司将把采用4F²架构的首代DDR5 RDIMM产品送样。
应用方向上,长鑫表示会优先落地服务器等高附加值、对密度要求高的产品,后续逐步向其他品类延伸;规模量产将根据客户验证进度、市场需求情况稳步推进。
不过,长鑫科技高管也坦言,前瞻技术及新产品更多是构筑中长期竞争力,不会在短期全部转化为当期利润。
今年10月,长鑫科技已官宣其4F² DRAM架构研发取得关键进展,预计年底推出融合4F²架构及混合键合等先进技术的新一代DDR5 RDIMM产品。4F²从单元结构入手,为国产DRAM微缩打开新的工艺路径。技术细节方面,长鑫存储的4F²架构采用垂直环绕栅极(Vertical Surrounded Gate, VSG)晶体管技术,目前已拥有超过300个公开专利家族。
争端起源:美光称4F²是“烟雾弹”,坚持6F²直转3D DRAM
此番争端,源于美光对4F²架构技术路线的公开质疑。
10月21日,在美光举行的技术路线图网络研讨会上,美光总裁兼首席技术与产品官斯科特·德博尔(Scott DeBoer)公开表示,美光将坚持6F²技术路线并直接转向3D DRAM开发。美光已对4F²架构研究超过20年,认定其缺乏可行的微缩路径,甚至直言4F²的部分讨论仅是“烟雾弹”。
美光认为,决定DRAM密度理论极限的关键在于电容间距与尺寸,而非晶体管的布局方式,并称4F²更加“复杂且昂贵”,存在基本的物理限制。之后在接受日经亚洲采访时,德博尔再次重申美光研究4F²技术已超过20年,但目前并未将其列入“技术路线图”,公司计划继续推进6F²内存和下一代3D DRAM技术。

“认为4F²实际上比6F²提供任何优势是一种误解。”德博尔说。他表示:“对于美光而言,无论使用4F²还是6F²架构,一样都需要EUV光刻技术。”
长鑫的回应逻辑:物理规律复杂,路线选择值得尊重
面对美光的质疑,长鑫科技从技术规律和产业现实两个层面作出回应。
“从物理规律看,DRAM位密度提升确实是一个复杂的系统工程,涉及字线、位线以及电容结构的多重空间博弈。”长鑫科技表示,相关说法反映了行业在先进制程微缩阶段所面临的普遍物理挑战。在特定技术节点下,不同架构在工艺集成复杂度、光刻次数以及热预算等方面呈现出不同的成本效益曲线。
长鑫进一步指出,不同存储厂商基于自身历史技术积累、现有产线配置、专利布局及资本开支结构,往往会做出差异化的战略选择,值得理解和尊重。
就4F²等新技术带来的效益,长鑫科技表示,前瞻技术及新产品不会在短期全部转化为当期利润,更多是构筑中长期竞争力。4F²架构通过更紧凑的布局缩小存储单元面积、提高单位面积存储密度;采用4F²架构的首代产品今年年底送样后,规模量产将根据客户验证进度、市场需求情况推进。
行业站位:三星、SK海力士均在推进4F²,美光是少数派
事实上,美光跳过4F²直奔3D DRAM的路线只是行业少数派,全球存储巨头三星与SK海力士均在持续推进4F²技术研发,侧面印证了该路线的技术可行性。

三星在ISSCC 2026上展示了结合垂直通道晶体管与晶圆级混合铜键合技术的16Gb 4F² DRAM原型,规划在10a、10b、10c三个节点采用4F²架构,到10d节点再转向3D DRAM。三星半导体CTO宋载赫已证实相关研发稳步推进。10a是其首个线宽低于10nm的节点,实际线宽约9.5–9.7nm,三星已于2026年4月产出工程裸晶,计划2026年内完成开发、2027年做质量测试、2028年量产。三星DRAM 10nm级按1x→1y→1z→1a→1b→1c→1d→10a迭代,10a即接在1d后面。从这个时间线来讲,长鑫的4F²架构要领先三星两代。
SK海力士则选择垂直栅极(VG, Vertical Gate)技术路线,去掉了单元里独立的存储电容,转而利用晶体管本身的浮体效应(或新型存储介质特性)来保存数据,靠器件自身的物理特性实现信息存储。公司已于2026年7月完成测试阵列的读写验证,并计划在12月的IEDM国际电子器件会议上发表无电容4F²技术论文。
技术科普:关于4F²与6F²到底差别在哪?
在DRAM芯片中,F(Feature Size,特征尺寸)代表当前制程光刻能实现的最小线宽,是衡量制程工艺精度的基本单位。
nF²是DRAM单个存储单元的面积系数,每个1T1C(1个晶体管+1个电容)的存储单元,在芯片平面上占用的面积为n×F×F。
简单理解,就是以F为边长,单个存储单元占用几倍的面积:4F²就是4倍,6F²就是6倍,前者比后者小1/3。系数n越小,相同制程下单位芯片面积能容纳的存储单元越多,位密度越高,单GB成本越低。

6F²是全球存储行业沿用几十年的经典DRAM单元结构,也是目前量产最成熟、良率最稳定的方案,美光坚持的就是这条路线。
6F²采用平面型晶体管,晶体管和电容在晶圆平面上横向排布,字线、位线、电容沿平面方向依次布局,最终单个单元的等效面积为6倍的F²。
4F²则通过立体晶体管设计,把单个存储单元的面积系数从6压缩到4,是平面DRAM向密度极限推进的关键技术路线,长鑫、三星、SK海力士均在投入研发。
4F²不再使用平面晶体管,而是采用垂直环绕栅极(VSG)晶体管:把晶体管的沟道做成立体垂直结构,栅极环绕在沟道周围,让晶体管从平躺变成站立,大幅压缩平面占用面积,配合电容结构的优化,最终将单个单元的等效面积压缩到4倍F²。
相同面积下,4F²能放下的存储单元数量是6F²的1.5倍,理论密度提升50%,而且是在不依赖EUV光刻的前提下,用DUV工艺就能实现的密度跃升。
从技术形态来说,4F²可以看作是平面DRAM的进一步微缩优化,但依然是在单层晶圆上做单元布局压缩。
4F²之后就是真正的3D DRAM——像3D NAND一样垂直堆叠多层存储单元,靠层数实现密度跃升,这也是DRAM行业的下一代终极演进方向。
4F²和6F²之争,本质不是简单的谁对谁错,而是两种产业发展思路:
美光相信平面架构潜力已经见底,不愿意投入资源打磨4F²复杂集成工艺,选择集中资源all in远期3D DRAM;
长鑫、三星、SK 海力士,则选择抓住4F²这个过渡台阶,在平面DRAM生命周期内继续榨取密度红利,延缓转向 3D DRAM 的巨额资本投入。
对国内存储产业链而言,长鑫4F² VSG架构顺利送样,意味着国产DRAM拿到一条不绑定EUV的微缩升级路线,为服务器DDR5等高价值赛道持续突破打下基础。最终哪条路线胜出,还要看后续良率、成本、客户验证以及量产落地数据。

