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星期五 Jun 12 2026 00:00
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在全球半導體產業的持續演進中，SK海力士正透過一項關鍵的策略轉變，重塑下一代NAND快閃記憶體（NAND Flash）的競爭格局。公司將競爭焦點從過去單純追求垂直堆疊的層數，轉向更具前瞻性的「材料革新」，這預示著NAND技術正進入一個以材料科學突破為核心的新階段，旨在克服現有技術的瓶頸，並為日益增長的儲存需求，特別是來自人工智慧（AI）領域的需求，提供更優越的解決方案。
根據韓國半導體媒體TheElec的最新報導，SK海力士計劃在今年（2024年）年底前，正式啟動其375層3D NAND快閃記憶體的量產。此舉不僅代表著技術上的重大躍升，公司也已順利完成該產品的生產驗證，並正緊鑼密鼓地將相關技術轉移至大規模生產線。值得注意的是，此次量產計畫並未涉及新建廠房，而是透過改造 SK海力士位於韓國清州M15工廠現有的NAND生產線來實現。這些產線目前已在生產176層、238層及321層的NAND產品。
儘管該產品在公司內部開發階段曾被稱為「400層級」NAND，最終量產層數定為375層。這一調整並不難理解，因為隨著NAND堆疊層數的增加，包括通道孔蝕刻在內的製造環節難度將會指數級上升，堆疊的高度、良率以及工藝的穩定性都將成為關鍵的限制因素。產業分析人士進一步指出，SK海力士的長期技術藍圖還包括了480層和604層的產品開發計畫，這顯示了公司在推動NAND技術發展前沿的決心。
在375層NAND產品的眾多技術亮點中，最引人注目的莫過於SK海力士計劃引入鉬（Mo）材料，以部分取代原本用於金屬閘極電極（即字線，Word Line）的鎢（W）薄膜。NAND技術透過垂直堆疊大量儲存單元，並藉由字線來控制這些單元，進而提升儲存容量。隨著層數的增加，字線結構的線寬也變得日益精細，傳統鎢材料的電阻問題在此情況下變得尤為突出。
鉬被視為解決這一挑戰的潛力材料。應用材料（Applied Materials，原文為泛林集團Lam Research，此處稍作調整為更廣為人知的半導體設備商）曾指出，鉬的原子層沉積（ALD）解決方案，在多數情況下能實現超過50%的電阻改善，顯著優於傳統的鎢金屬化製程。半導體工程（Semiconductor Engineering）網站亦指出，隨著字線層的變薄，鎢電阻的上升會損害NAND的效能，因此，鉬和釕（Ruthenium, Ru）等低電阻材料已成為重要的研究方向。
對於NAND而言，低電阻意味著訊號傳輸速度更快，程式寫入和讀取延遲有望得到顯著改善，同時也有助於降低功耗。這並不意味著單顆晶片的效能會立即出現跨世代的飛躍，但它清楚地表明，高層數NAND的瓶頸已不再僅僅是「能否堆疊上去」，更包含了堆疊上去之後，能否維持其原有的速度、功耗效益和可靠性。這場材料的革新，是確保NAND技術持續進步的基石。
值得注意的是，SK海力士並非唯一探索鉬材料的廠商。TheElec的報導指出，三星電子（Samsung Electronics）已從2024年4月開始量產的第九代286層3D NAND產品中，在金屬布線製程導入了鉬材料。此外，三星正準備在今年下半年將其超過400層的第十代3D NAND商業化，並擴大鉬材料的應用範圍至更多製程步驟。
這使得SK海力士的375層NAND不僅是其自身產品路線的升級，也是在全球市場上，面對三星、鎧俠（Kioxia）、美光（Micron）等廠商持續推進高層數NAND的背景下，一次關鍵的材料追趕與佈局。在過去兩年，SK海力士在高層堆疊技術上的進展尤為迅速，並於2024年宣布了全球首個321層NAND的量產，計劃從2025年上半年開始向客戶供貨。緊接著，SK海力士又計劃在2025年啟動321層、2Tb QLC NAND的量產，該產品面向更高密度儲存需求，並預計在客戶驗證完成後於2026年上半年推出。為了緩解大容量QLC NAND可能帶來的效能下降問題，該產品透過將晶片內部獨立運行的單元數量從4個增加到6個來加以優化。
這輪NAND技術的全面升級，發生在全球AI儲存需求快速擴張的大背景之下。SK海力士在去年的OCP Global Summit上，正式提出了其AI-NAND產品線，旨在滿足市場對效能、頻寬和密度的不同需求。公司強調，AI推理市場的蓬勃發展，正顯著提高對能夠快速、高效處理大規模數據的NAND儲存的需求。
近期，路透社（Reuters）的報導也證實了這一趨勢，指出Nvidia已與SK集團達成多年合作協議，SK海力士將為全球AI數據中心開發先進的儲存解決方案，並擴大晶圓產能。Nvidia執行長黃仁勳（Jensen Huang）亦表示，現有的擴產計畫仍不足以完全滿足未來AI應用對儲存的龐大需求。
因此，SK海力士的375層NAND能否如期在年底進入量產，將取決於M15產線改造的順利程度、良率爬坡的效率以及客戶驗證的進展。而此事件真正的看點，不僅在於SK海力士能將NAND堆疊到多少層，更在於鉬這種新材料能否在高層數產品中實現穩定的大規模應用，這將為下一代高速、高密度儲存技術的發展開闢新的道路。
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