الملخص:
أعلنت شركة تصنيع شرائح الذاكرة الصينية Changxin Memory (CXMT) مؤخرًا عن التقدم الذي أحرزته تقنية ذاكرة DRAM من الجيل التالي وتخطط لإطلاق وحدات الذاكرة المسجلة للخادم DDR5 (RDIMM) باستخدام بنية وحدة الذاكرة 4F² بحلول نهاية عام 2026. نظرًا لأنه كان يُعتقد سابقًا أن شركة Samsung Electronics لن تتقدم بتقنية مماثلة حتى عام 2028 تقريبًا، فقد تم تفسير هذا الجدول الزمني على أنه يشير إلى أنه من المتوقع أن تتفوق شركة Changxin Memory على منافسيها الكوريين في بنيات DRAM محددة بحوالي عامين.
ومع ذلك، فإن محللي وول ستريت يتوخون الحذر بشأن هذا الادعاء. تعتقد مؤسسة الاستثمار روزنبلات أنه من الواضح أنه من السابق لأوانه اعتبار خارطة الطريق التكنولوجية لشركة Changxin Storage قد حققت تقدمًا حاسمًا في هذه المرحلة. وأشار بنك أوف أمريكا أيضًا إلى أن قيود التصدير التي تفرضها الولايات المتحدة على معدات تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة قد تدفع شركة Changxin Memory إلى الاعتماد بشكل أكبر على الابتكار في هياكل وحدات الذاكرة بدلاً من الاعتماد ببساطة على عمليات الطباعة الحجرية الضوئية الأكثر تقدمًا لتقليل مساحة الرقاقة.
إن جوهر هذه المناقشة ليس ما إذا كانت شركة تشانغشين للتخزين قد حققت تقدمًا تكنولوجيًا، بل ما إذا كان من الممكن حقًا تحويل خريطة الطريق الفنية المعلنة إلى منتجات تجارية مستقرة ومنخفضة التكلفة وواسعة النطاق ويمكن تسليمها. بالنسبة لصناعة DRAM، فإن إطلاق المنتجات، واستكمال التحقق الهندسي، واجتياز شهادة العميل وتحقيق الإنتاج الضخم هي مراحل مختلفة تمامًا.
وفقًا لـ Wccftech، قدم رئيس شركة Changxin Memory Cao Kai مؤخرًا التقدم الذي أحرزته الشركة في تقنية 4F² DRAM في مؤتمر الرقائق والشرائح المتكاملة الذي عقد في شنغهاي، وذكر أنها تخطط لإطلاق منتجات الخادم DDR5 RDIMM استنادًا إلى هذه البنية قبل نهاية عام 2026. وإذا تم تحقيق هذه الخطة كما هو مقرر، فستتاح لشركة Changxin Storage الفرصة لتقديم بنية وحدة تخزين جديدة في سوق ذاكرة الخادم في وقت سابق.
ومع ذلك، حتى الآن، لم تعلن شركة Changxin Storage عن مواصفات الأداء الكاملة، وتكرار التشغيل النهائي، والقدرة المحددة، وإنتاجية الإنتاج الضخم، وحالة شهادة العميل لهذا المنتج. لذلك، في هذه المرحلة، ليس من الممكن الحكم على ما إذا كان بإمكانها التنافس بشكل كامل مع منتجات Samsung وSK Hynix وMicron من حيث الأداء والتكلفة والموثوقية بناءً على وقت الإصدار وحده.
4F² عبارة عن تقنية لتخطيط الخلايا مصممة لزيادة كثافة تخزين DRAM. لفهم هذه التقنية، عليك أولاً أن تفهم البنية الأساسية لخلايا ذاكرة DRAM التقليدية.
عادةً ما تعتمد ذاكرة DRAM الحديثة بنية 1T1C، أي أن كل خلية ذاكرة تتكون من ترانزستور ومكثف. الترانزستور هو المسؤول عن التحكم في قراءة وكتابة البيانات، ويمثل المكثف البيانات عن طريق تخزين الشحنة الكهربائية. يتم ترتيب عدد كبير من خلايا الذاكرة في مصفوفة مكونة من سطور كلمات وخطوط بت، مما يشكل منطقة التخزين الأساسية لشريحة الذاكرة.
في التخطيط التقليدي 6F²، تبلغ مساحة الأرضية النظرية لوحدة الذاكرة 6F²، حيث يمثل F الحد الأدنى لحجم الميزة في تصميم العملية. يحاول تخطيط 4F² ضغط مساحة الوحدة إلى 4F² عن طريق تغيير ترتيب الترانزستورات وهياكل التوصيل البيني بحيث يتم ترتيب الترانزستورات في الاتجاه الرأسي بدلاً من أن تتكشف بالكامل على المستوى.
بنفس حجم الميزة، يتم تقليل المساحة النظرية لخلايا الذاكرة 4F² بحوالي الثلث مقارنة بـ 6F². وهذا يعني أنه إذا سمحت الدوائر الطرفية والهياكل الأخرى وظروف التصنيع بذلك، فيمكن للرقاقة استيعاب المزيد من خلايا الذاكرة في نفس المنطقة، أو تقليل مساحة الشريحة بنفس سعة التخزين.
ولكن هناك فرضية يمكن التغاضي عنها بسهولة:
إن تقليل مساحة الوحدة بمقدار الثلث لا يعني أن تكلفة شريحة DRAM بالكامل ستنخفض أيضًا بمقدار الثلث، ولا يعني أن الأداء سوف يتحسن حتمًا. مجموعة التخزين ليست سوى جزء من الشريحة، والدوائر الطرفية، ودوائر القراءة والكتابة، والوحدات الزائدة عن الحاجة والهياكل الأخرى تشغل المنطقة أيضًا. وتعتمد مكاسب التكلفة والكثافة النهائية أيضًا على تكامل العمليات وإنتاجية التصنيع وتصميم المنتج.
الحل الذي تبنته شركة Changxin Memory يسمى ترانزستور البوابة العمودية المحيطة (VSG). يتم ترتيب قنوات الترانزستور الخاصة بها في اتجاه عمودي، وتتحكم البوابة في القناة من المناطق المحيطة بها، مما يساعد على تحسين التحكم في البوابة وتقليل التسرب. بفضل هذا الهيكل، تتاح للمصنعين الفرصة لتقليل مساحة وحدة تخزين واحدة بشكل أكبر.
لم تبدأ شركة Changxin Storage في البحث في هذا الاتجاه مؤخرًا. وفقًا للتقارير العامة، أجرت الشركة أبحاثًا حول بنية 4F² لسنوات عديدة ونشرت الأوراق الفنية وبراءات الاختراع ذات الصلة. وفي عام 2023، عرضت الشركة أيضًا نتائج الأبحاث لمجموعة تخزين كاملة بسعة 8 جيجا بايت باستخدام هذه البنية. وذكرت الشركة أنها جمعت أكثر من 300 عائلة براءة اختراع حول تقنية 4F².
تظهر نتائج البحث هذه أن 4F² ليس فقط في مرحلة التصميم المفاهيمي. ولكن لا تزال هناك فجوة كبيرة بين عينات البحث وعروض المجموعة الكاملة ومنتجات DRAM التجارية الناضجة. التحدي الحقيقي هو كيفية تحقيق خصائص كهربائية مستقرة في بنية عالية الكثافة والتأكد من أن الشريحة لديها إنتاجية عالية بما يكفي للإنتاج الضخم.
بنك أوف أمريكا: قيود التصدير قد تدفع شركة Changxin Storage إلى التحول إلى الابتكار الهيكلي 4F²
يعتقد محللو بنك أوف أمريكا أن ترويج شركة Changxin Memory لتكنولوجيا 4F² يرتبط بالقيود التي تواجهها الصين في الحصول على معدات تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة. بعد أن أصبحت معدات الطباعة الحجرية المتقدمة خاضعة لضوابط التصدير، أصبح من الصعب على شركات شرائح الذاكرة الصينية الاعتماد فقط على التقليص المستمر لأحجام العمليات لزيادة كثافة التخزين مثل سامسونج، وإس كيه هاينكس، وميكرون. ولذلك، فإنهم أكثر حماسًا لتحقيق اختراقات من خلال تغيير بنية خلايا الذاكرة.
في تصنيع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، يعد انكماش العملية وابتكار بنية خلايا الذاكرة مسارين تقنيين مترابطين ولكن ليسا متطابقين.
يؤدي تحجيم العملية بشكل أساسي إلى زيادة عدد خلايا الذاكرة التي يمكن استيعابها لكل وحدة مساحة عن طريق تقليل حجم الهياكل الرئيسية. يحاول 4F² تغيير تخطيط الترانزستورات في مصفوفة الذاكرة لتقليل المساحة النظرية للخلية تحت نفس حجم الميزة. يمكن استخدام الاثنين معًا وليسا علاقة إما/أو.
لا تزال هناك فجوة بين قدرات التصنيع الحالية لشركة Changxin Memory وتلك الخاصة بالمصنعين الدوليين الرائدين. أشارت التقارير ذات الصلة إلى أنه من المتوقع أن يتم بناء منتجات 4F² على منصة معالجة DRAM الحالية التي تبلغ سعتها 15 نانومتر تقريبًا، بينما تقدمت الشركات المصنعة مثل Samsung إلى توليد عملية DRAM الأكثر تقدمًا مقاس 10 نانومتر.
لذلك، حتى لو كانت شركة Changxin Memory هي الأولى التي تقدم منتجات 4F² إلى السوق، فهذا لا يعني أنها رائدة في جميع مؤشرات العملية. قد تحرز تقدمًا في بنية خلايا الذاكرة، لكنها لا تزال بحاجة إلى حل مشكلات مثل دقة التصنيع والدوائر الطرفية وأداء الرقائق والتكلفة الإجمالية.
ومع ذلك، لم ينكر بنك أوف أمريكا تمامًا القدرة التنافسية المحتملة لهذه التكنولوجيا. إذا تمكنت شركة Changxin Memory من تحقيق إنتاج واسع النطاق بين عامي 2027 و2028، وما زالت Samsung وSK Hynix وMicron لم تقم بتسويق بنيات مماثلة تجاريًا على نطاق واسع، فستتاح لشركة Changxin Memory فرصة الحصول على ميزة تنافسية في مجالات منتجات محددة.
وهذا أيضًا هو السبب وراء جذب هذا الإصدار التكنولوجي انتباه السوق. لقد هيمنت ثلاث شركات مصنعة على صناعة DRAM منذ فترة طويلة: Samsung وSK Hynix وMicron. أي تقنية جديدة قد تغير تكلفة تخزين الوحدة وتزيد من كثافة الرقائق قد تؤثر على المشهد التنافسي المستقبلي للشركات الثلاث.
روزنبلات: لا يمكن مساواة خارطة طريق التكنولوجيا بشكل مباشر مع قيادة التسويق
ومقارنة بالموقف الحذر نسبياً الذي يتبناه بنك أوف أميركا، فإن محللي روزنبلات أكثر تشككاً بشأن ادعاء شركة تشانجكسين ستوراج بالريادة التكنولوجية، معتقدين أن ما يسمى باستنتاج كبار المنافسين قبل عامين مقدماً يفتقر حالياً إلى الأساس الكافي.
وأشار روزنبلات إلى أن سامسونج وSK Hynix لا يدرسان بنية 4F². لقد استثمرت الشركات ذات الصلة سنوات من موارد البحث والتطوير، ولكن هذه التكنولوجيا لم يتم استخدامها على نطاق واسع بعد في المنتجات التجارية. أحد الأسباب هو أنه بينما يزيد هيكل 4F² من الكثافة، فإنه يجلب أيضًا مشاكل تصنيع جديدة.
نظرًا لأن الترانزستورات والمكثفات وهياكل التوصيل البيني ذات الصلة أصبحت أكثر إحكاما، فقد يصبح التحكم في العملية أكثر صعوبة. يمكن أن تؤثر الانحرافات الصغيرة في حجم الترانزستور وموقعه على الأداء الكهربائي لخلية الذاكرة. كلما كان الهيكل أكثر إحكامًا، زادت الحاجة إلى التحكم في المتغيرات أثناء عملية التصنيع، وقد يكون تجنب العيوب أكثر صعوبة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن رقائق الذاكرة حساسة للغاية للإنتاج. تحتوي شريحة DRAM على عدد كبير من خلايا الذاكرة. حتى لو كان احتمال وجود خلل في خلية واحدة منخفضًا جدًا، فقد يتراكم ويؤدي إلى خسارة كبيرة في الإنتاجية في المصفوفة بأكملها. يجب على الشركات المصنعة التحكم في العيوب من خلال آليات التصميم والاختبار والإصلاح الزائدة للتأكد من أن المنتج النهائي يفي بالمعايير التجارية.
إذا كانت البنية الجديدة قادرة على زيادة الكثافة النظرية، ولكنها تؤدي إلى انخفاض في الإنتاجية، أو زيادة في تكاليف التصنيع، أو عدم موثوقية المنتج بشكل كافٍ، فقد لا تكون أكثر اقتصادية من حل 6F² الناضج.
ترتكز شكوك روزنبلات على هذه النقطة: إعلان شركة Changxin Memory عن خططها لإطلاق منتجات 4F² لا يعني أنها أثبتت قدرتها على تحقيق إنتاج ضخم مستقر وبتكلفة تنافسية. للحكم على ما إذا كانت التكنولوجيا رائدة حقا، تحتاج إلى رؤية المنتجات الفعلية، وبيانات الأداء الموثوقة، ونتائج التصنيع التجاري، بدلا من مجرد مقارنة الجداول الزمنية التي تنشرها الشركتان.
تعمل كل من Samsung وSK Hynix أيضًا على الترويج لتقنية 4F²
من منظور تطوير الصناعة، فإن 4F² ليس اتجاهًا فنيًا فريدًا لـ Changxin Storage.
لقد عرضت سامسونج سابقًا بشكل علني تصميم 4F² DRAM باستخدام ترانزستورات القناة الرأسية، وتقوم بدراسة تقنية الربط الهجين على مستوى الرقاقة من أجل دمج مجموعة خلايا الذاكرة بشكل أكثر مرونة مع الدوائر الطرفية. ومن المتوقع أن تعمل التقنيات ذات الصلة على تحسين استخدام مساحة الرقاقة مع زيادة كثافة التخزين.
أشارت تقارير الصناعة السابقة إلى أن وقت الإنتاج الضخم لشركة سامسونج باستخدام بنية 4F² هو حوالي عام 2028. ومع ذلك، أظهرت تقارير وسائل الإعلام الكورية اللاحقة أن المسارات التقنية ذات الصلة والجداول الزمنية المحددة لا تزال عرضة للتغيير، ولا يمكن اعتبار عام 2028 تاريخ الإنتاج الضخم المؤكد.
كما أعلنت SK Hynix أيضًا عن خطط بحثية تتعلق بالترانزستورات الرأسية وخلايا الذاكرة 4F² وذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية ثلاثية الأبعاد. ولا تحتوي خارطة الطريق ذات الصلة بميكرون على جدول زمني عام واضح بالمثل.
لذلك، فإن ما يسمى بـ Changxin Storage يتقدم عامين وهو في الواقع يقارن هدف Changxin Storage المتمثل في إطلاق المنتجات بحلول نهاية عام 2026 مع البحث والتطوير المعلن عنه مسبقًا أو وقت الإنتاج الضخم لمنافسيها. ومع ذلك، فإن ما تشير إليه الشركات المختلفة على أنه "إطلاق المنتجات" و"إدخال التكنولوجيا" و"بدء الإنتاج الضخم" قد يتوافق على التوالي مع مراحل مختلفة مثل العينات الهندسية أو عينات العملاء أو الإنتاج المخاطر أو التسويق على نطاق واسع.
إذا لم نفرق بين هذه المفاهيم ونحولها مباشرة إلى سنوات رائدة، فمن السهل تضخيم الفجوة التكنولوجية.
الاختبار الحقيقي هو ما إذا كان بإمكانها تحقيق الاستقرار في الإنتاج الضخم والحصول على اعتراف من عملاء الخادم
المنتج الذي تخطط شركة Changxin Storage لإطلاقه هذه المرة هو DDR5 RDIMM، وهو عبارة عن وحدة ذاكرة مسجلة للخوادم ومحطات العمل.
يستخدم RDIMM عادةً آلية التسجيل أو المخزن المؤقت لتقليل الحمل الكهربائي على وحدة التحكم في الذاكرة، مما يسمح لمنصة الخادم بدعم المزيد من وحدات الذاكرة وسعة ذاكرة أكبر. بالمقارنة مع ذاكرة سطح المكتب العادية، تتمتع ذاكرة الخادم بمتطلبات أكثر صرامة فيما يتعلق بالموثوقية والاستقرار والتوافق وقدرات التوريد على المدى الطويل.
يعني هذا أيضًا أنه حتى إذا نجحت شركة Changxin Memory في تصنيع شرائح DRAM باستخدام بنية 4F²، فيجب عليها إكمال تصميم الوحدة واختبار توافق النظام وشهادة العميل قبل أن تتمكن من دخول سوق الخوادم.
لن يقوم عملاء مركز البيانات بنشر نوع معين من الذاكرة على نطاق واسع على الفور لمجرد أنه يستخدم بنية وحدة تخزين أحدث. يجب أن تظل الذاكرة مستقرة في ظل الأحمال المختلفة وتلبية المتطلبات مثل التحكم في الأخطاء وإدارة درجة الحرارة والتشغيل على المدى الطويل واتساق العرض. قد تؤثر المشاكل في أي رابط على التقدم التجاري للمنتج.
اعتبارًا من وقت إصدار التقارير ذات الصلة، لم تكشف شركة Changxin Memory عن السعة الكاملة وتكرار التشغيل وكثافة الرقاقة وعملية التصنيع النهائية وحجم الإنتاج الضخم وقائمة العملاء للمنتج الجديد، ولم يقم أي طرف ثالث باختبار منتج 4F² هذا بشكل مستقل. لذلك، من المستحيل حاليًا معرفة ما إذا كان أدائها الفعلي أفضل من منتجات Samsung أو SK Hynix أو Micron الحالية.
إذا تمكنت الشركة من إطلاق المنتج كما هو مخطط له وإثبات إنتاجيته واستقراره ومزايا التكلفة تدريجيًا، فقد تصبح هذه التكنولوجيا تطورًا مهمًا لصناعة DRAM في الصين. على العكس من ذلك، إذا تأخر وقت إطلاق المنتج، أو إذا واجه مشاكل في الإنتاجية والتكلفة بعد الإنتاج الضخم، فسيكون من الصعب تحديد ما يسمى الرصاص قبل عامين.
من منظور المنافسة الصناعية، لم يعد من الممكن اعتبار شركة Changxin Memory مجرد لاعب هامشي في سوق DRAM الدولي. وقد دخلت منصة G5 DRAM من الجيل الخامس إنتاجًا ضخمًا كما أن حصتها في السوق تنمو أيضًا. تظهر بيانات TrendForce أن حصة Changxin Memory من إيرادات DRAM العالمية وصلت إلى 9.5% في الربع الثاني من عام 2026، أعلى من 7.6% في الربع الأول، لتحتل المرتبة الرابعة في العالم.
يوضح هذا أن شركة Changxin Storage تقوم بتوسيع نطاق أعمالها تدريجيًا ولديها القدرة على استثمار المزيد من الموارد في البحث وتطوير بنيات جديدة. ومع ذلك، فإن تزايد حصة السوق وإتقان تكنولوجيا تخزين الجيل التالي لا يزالان شيئان مختلفان. ولمجرد أن الأول قد أحرز تقدما، لا يمكن أن نستنتج بشكل مباشر أن الأخير كان ناجحا.
بشكل عام، تستحق خطة 4F² DDR5 الخاصة بـ Changxin Memory الاهتمام، ولكن في هذه المرحلة من الأنسب اعتبارها طريقًا تكنولوجيًا يتمتع بإمكانيات لا تزال بحاجة إلى تسويق، بدلاً من اعتبارها قيادة راسخة للأجيال.
يمكن لبنية 4F² بالفعل زيادة كثافة خلايا التخزين من الناحية النظرية، وقد قامت ذاكرة Changxin أيضًا بتجميع أسس الأبحاث وبراءات الاختراع المقابلة. ومع ذلك، فإن قدرة هذه التكنولوجيا على تغيير نمط سوق DRAM العالمي يعتمد في النهاية على ما إذا كان من الممكن إطلاق المنتج في الموعد المحدد، وما إذا كان إنتاج التصنيع يمكنه تلبية المتطلبات، وما إذا كانت تكلفة تخزين الوحدة تنافسية، وما إذا كان عملاء الخادم على استعداد لاعتمادها على نطاق واسع.
بالنسبة لشركة Samsung وSK Hynix وMicron، فإن التقدم الذي أحرزته ذاكرة Changxin يستحق الاهتمام المستمر؛ ولكن بالنسبة للصناعة برمتها، فإن العقدة الحاسمة حقا لا تتمثل في الإعلان عن اعتماد بنية جديدة، بل في تحويلها إلى منتج مستقر وموثوق ومربح بشكل مستدام ويتم إنتاجه بكميات كبيرة.
التعليقات