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Samsung 電子は次世代 DRAM のユニット構造の方向性を決定し、現在の 6F²（6F スクエア）から 4F²（4F スクエア）へと移行します。既存の微細化技術が半導体のライン幅を縮小する上で限界に近づく中、DRAM ユニット自体の配置構造を変更し、同じ面積内により多くのユニットを統合することが新たなアプローチとなっています。業界では、4F スクエアが平面 DRAM から真の 3D DRAM への「踏み台」となると広く考えられています。しかし、4F スクエアも 2 から 3 世代を経た後にはさらなる微細化のボトルネックに直面するため、2030 年代には NAND フラッシュメモリのようにストレージユニットを垂直に積み重ね、100 層以上の 3D DRAM 時代が到来するとの見方があります。
市場調査機関 TechInsights が 17 日に発表した情報によれば、現在の DRAM 半導体市場の主流は 10 ナノメートル級の第 5 世代（1b）DRAM です。Samsung 電子、SK ハイニックス、マイクロンなどの主要ストレージメーカーは、10 ナノメートル級の第 6 世代（1c）DRAM プロセスを開発・量産しており、現在は DDR5 DIMM などのサーバー製品を中心に応用を拡大しています。DRAM は微細化プロセスの路線に沿って、1x、1y、1z、1a、1b、1c、1d などの世代を経ています。
1a は 12 から 13 ナノメートル級、1c は 11 ナノメートル級であり、10 ナノメートル級の第 7 世代（1d）DRAM は真の意味での 10 ナノメートル技術と見なされています。その後は、一桁ナノメートルの 0 シリーズ（0a、0b など）に入ります。Samsung 電子と SK ハイニックスは現在それぞれ 1d DRAM の開発を進めており、最も早くて今年の年末から来年の初めにかけて量産を目指しています。
4F Square が DRAM 技術の未来の発展方向となる
1d DRAM の前に、Samsung 電子と SK ハイニックスは現行の 6F スクエア構造を維持し、EUV の適用を拡大し、ユニット構造を最適化することで微細化を継続する見込みです。しかし、10 ナノメートル以上に進むと問題が生じます。DRAM は電荷の形でデータを保存するコンデンサが必要であり、単純にライン幅を縮小し続けることは非常に困難です。ユニットが小さくなるほど、限られた空間内で十分なストレージ電荷を実現するコンデンサを作ることが難しくなり、プロセスの難易度も急激に上昇します。したがって、ストレージメーカーは単純にライン幅を縮小するアプローチから、ユニットの配置と構造を変更する方向にシフトしています。4F スクエアはその代表例です。
簡単に言えば、4F スクエアは単一の DRAM ユニットが占める底面積を縮小することを意味します。ここでの F は半導体回路の最小ライン幅を基準とした設計単位を指します。現在一般的に使用されている 6F スクエア構造では、1 ユニットを配置するために最小ライン幅の 6 倍の面積が必要ですが、4F スクエアではこの値が約 4 倍に減少します。同じライン幅の前提のもとで、理論的にはユニット面積を過去より約 3 分の 1 減少させることができ、同じウエハ上により多くのストレージユニットを統合できます。
TechInsights の予測によれば、2026 年から 2028 年の 1c、1d 世代は 6F スクエア構造を維持し、その後 2028 年から 2031 年の 0a、0b 世代では 9 ナノメートルから 8 ナノメートル級の 4F スクエアや垂直チャネル、バンディング DRAM などの技術が登場します。TechInsights の副社長である崔正東氏は、先日水原で開催された「SEMI メンバーズデイ 2026」で、2028 年から 2029 年に正式に登場する 0a ノードが、三大 DRAM メーカーの技術戦略の分化の分水嶺となると述べました。
彼は、Samsung 電子、SK ハイニックス、マイクロンが現在 6F スクエア構造に基づいてライン幅を縮小する類似の路線を進んでいるが、0a 以降は各メーカーが 4F スクエア、バンディング DRAM、3D DRAM をいつ、どのように導入するかによって差異が生じると指摘しました。さらに、Samsung 電子、SK ハイニックス、マイクロン以外にも、中国の長鑫メモリが 4F スクエアや 3D DRAM を含む次世代ユニット構造の関連技術を開発しています。
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| 微細化プロセス | 10 ナノメートル級 |
| DRAM 世代 | 1b、1c、1d |
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