400层NAND这个设备惊艳亮相Lam Research迎来挑战者

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  SK hynix 正在评估 Tokyo Electron (TEL) 最新的低温蚀刻工具，该工具可在 -70°C 的温度下运行，以实现 400 层以上的新型 3D NAND。据The Elec报道，低温蚀刻工具的“钻孔”速度是传统工具的三倍，这一功能对于具有 400 多个有源层的 3D NAND 非常有用 。

  SK 海力士没有将实际设备进口到韩国，而是将测试晶圆发送到日本的东京电子实验室。这种方法使 3D NAND 制造商能够有效评估该技术的潜力，而无需将实际工具运送到 SK Hynix 并将其安装到晶圆厂中。新的蚀刻系统在-70°C的冷却温度下运行，这与当前蚀刻工艺的0°C至30°C范围形成鲜明对比。

  报告称，TEL 的下一代蚀刻机可以在短短 33 分钟内进行 10 微米深的高深宽比蚀刻，比现有工具快三倍以上。这一成果不仅是一项重大技术进步，而且大幅度的提升了 3D NAND 生产效率，可能重塑 3D NAND 器件的生产时间和输出质量。

  当谈到生产 3D NAND 时，有些人可能会说“蚀刻垂直孔”很简单，但事实并非如此。事实上，以良好的均匀性蚀刻深存储器通道孔是一项挑战，这就是为什么业界在 3D NAND 中采用双堆叠甚至三重堆叠（构建两个或三个独立的堆叠，而不是具有“深”通道孔的堆叠）。

  SK海力士的321层3D NAND产品据说采用了三重堆栈结构。采用TEL的新型刻蚀设备，将有可能以单堆栈或双堆栈的方式构建400层3D NAND器件，这在某种程度上预示着更高的生产效率。未来超过 400 层的产品是不是过渡到单堆栈或双堆栈的决定将取决于工具性能的可靠性还有是不是能够一致地再现其结果。

  TEL 设备的一个显着环境优势是它使用氟化氢 (HF) 气体，其全球变暖潜势 (GWP) 低于 1。与传统使用的全氟化碳（如四氟化碳 (CF4) 和八氟丙烷 (C4F8)，其 GWP 分别为 6030 和 9540。因此，TEL 新工具的潜在采用反映了行业朝着绿色制造实践持续不断的发展的趋势。

  当 SK 海力士通过向东京电子发送晶圆来测试蚀刻工具时，三星电子同时通过导入该工具的演示版本来评估相同的技术。这些测试的结果将决定低温蚀刻技术在半导体制造中的未来采用和潜在标准化。

  去年，Tokyo Electron 宣布，其位于 Tokyo Electron 宫城（等离子蚀刻系统的开发和制造基地）的开发团队已开发出一种能够生产存储器的创新蚀刻技术具有超过 400 层堆叠的先进 3D NAND 器件中的通道孔。该团队开发的新工艺首次将电介质蚀刻应用引入低温范围，产生了具有极高蚀刻速率的系统。

  该创新技术不但可以在短短33分钟内实现10微米深的高深宽比*蚀刻，而且与之前的技术相比，还可以将全球变暖潜力降低84%。蚀刻结构的几何形状非常明确，如图 1 所示。该技术带来的潜在创新将刺激容量更大的 3D NAND 闪存的诞生。

  日本芯片制造设备制造商Tokyo Electron正在利用一项突破性的3D NAND闪存通道蚀刻新技术追赶美国竞争对手Lam Research，该技术最终可能为该公司带来数十亿美元的净收入。

  以 100% 市场占有率占据该领域主导地位的 Lam 在新技术宣布时并没有表现出受到威胁。

  Lam 首席执行官蒂姆·阿彻 (Tim Archer) 在 7 月份的财报电话会议上表示：“我认为，考虑到我们现在的处境和出身，我们对保持这一领域的领头羊和市场占有率非常有信心。” 他正在回答有关东京电子 6 月份宣布的技术突破将怎么样影响该公司的问题。

  这项新技术适用于3D NAND闪存，可以长时间存储数据。东京电子开发了一种蚀刻沟道孔的新方法，这是生产的全部过程中的一个步骤，涉及在存储单元中快速、深入地插入垂直孔。

  3D NAND 的存储容量能通过垂直堆叠存储单元层来增加。目前量产的尖端产品层数已超过200层，但产能提升需求强劲。随着层数的增加，需要更高性能的设备。

  Tokyo Electron 表示，其新技术可以蚀刻深度相当于 400 层以上的孔，速度比传统技术快 2.5 倍。该公司表示，该方法还可以显着减少该过程对全球变暖的影响。

  Lam目前拥有NAND通道刻蚀设备100%的市场占有率。它是一个高的附加价值的工艺，需要大量的设备，而且从市场规模来看，在所有蚀刻设备中占比最大。

  Tokyo Electron预计NAND通道工艺市场将从2023年的5亿美元扩大到2027年的20亿美元。如果Lam无法生产出能够与Tokyo Electron的突破相竞争的产品，那么两家公司目前的市场占有率可能会发生逆转。

  三菱日联摩根士丹利证券的 Tetsuya Wadaki 也同样看涨。Wadaki 表示，去年蚀刻设备市场超过 200 亿美元，Lam 控制了大约一半的市场，而 Tokyo Electron 则以 25% 左右的份额位居第二。

  Wadaki 表示，随着新技术的到位，“Tokyo Electron 有望在未来几年内超越 Lam 在所有蚀刻系统中的份额”。

  Tokyo Electron长期以来始终致力于投入充足的资金进行研发，不受周期性市场压力的影响。截至2023年 3 月 31 日的五年投资支出比前五年增长了 77%。

  这超过了美国最大竞争对象应用材料公司 (Applied Materials) 54% 的涨幅，以及 Lam 55% 的涨幅。Tokyo Electron公司本财年计划投入 2000 亿日元用于开发，尽管利润预计会下降，但仍创历史新高。

  这些投资已得到回报。东京电子最近五年的息税折旧摊销前总收益加上开发成本是前五年开发成本的 7.3 倍。这一数字超过了应用材料公司（5.5）和泛林集团（6.2）的数字。

  东京电子还注重效率。它通过听取客户工厂工程师的反馈改进了开发流程。它利用人工智能加快新型制造材料的开发。

  东京电子股票目前的交易价格比 2022 年 1 月创下的历史高点 23,056 日元低约 8%。世界各地的加息和经济不确定性一直在打压股价，但该公司最近的技术进步可能会带来备受期待的回报。举起。

  预计 NAND 制造商将在 2025 年左右对 NAND 技术进行下一次重大投资。尽管智能手机和计算机需求存在不确定性，但采用新技术的大规模生产设备可能会显着提高东京电子的收益和市场占有率。