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以创新基因突破技术瓶颈——专访成功开发出全球最快LPDDR5T的功臣们

By 2023年02月16日 No Comments

SK海力士再一次成功推出当前速率最快的移动DRAM——LPDDR5T(Low Power Double Data Rate 5 Turbo)。今年1月25日,即LPDDR5X取得成功后仅两个月,SK海力士又一次刷新了LPDDR5X的速率,成功研发出LPDDR5T,实现了13%的速率提升。[相关报道]

SK海力士计划借助这款当前速率最快的LPDDR5T,再一次主导移动DRAM市场。LPDDR5T不仅在先前产品的基础上进一步提高了传输速率,在低功耗、低电压领域更是表现不俗。早前,为了实现更快、更低电耗的超低功耗特性,SK海力士首次在移动DRAM领域应用了HKMG1工艺,成功研发LPDDR5X。在短短两个月内,SK海力士竟又一次通过HKMG工艺成功攻克了技术难关,研发出了LPDDR5T。

1 HKMG(High-K Metal Gate):在DRAM晶体管内的绝缘膜上采用高K栅电介质,在防止漏电的同时还可改善电容(Capacitance)的新一代工艺。不仅可以提高内存速率,还可降低功耗。SK海力士去年11月在移动DRAM上全球首次采用了HKMG工艺。

本期,SK海力士在其再次领先世界、再创最高价值之际,采访了LPDDR5T开发项目的五位功臣(宋京根TL、金显承TL、金琦龙TL、赵善起TL、程胜炫TL),让我们一起来听听他们将如何凭借LPDDR5T及其精湛的技术实力领航半导体市场吧。

▲ 成功开发LPDDR5T的五位功臣在讲述他们如何突破速率与低功耗的极限(照片从左至右分别为:设计品质创新部的金显承TL、移动PE1部的金琦龙TL、DRAM商品策划部的程胜炫TL、DRAM PMO部的宋京根TL和界面部的赵善起TL)

 

“LPDDR5T”,现存速率最快的移动DRAM

不难发现,SK海力士这次新开发的LPDDR5T产品,从命名上是以之前的移动DRAM产品“LPDDR5”的名称作为基础,加上了“Turbo”后缀,凸显了更强的速率性能。这体现了SK海力士率先实现全球最快移动DRAM产品研发的自信。LPDDR5T的传输速率可达每秒9.6Gbps,相较于之前推出的LPDDR5X,速率提升了13%(LPDDR5X 速率为每秒 8.5Gbps)。可以说,LPDDR5T是现存移动DRAM中速率最快的一款产品。

▲ 现存最快速率的移动DRAM产品LPDDR5T,采用可提高运行速率、减少功耗的HKMG工艺研发。

 

LPDDR5T符合固态技术协会(JEDEC,Joint Electron Device Engineering Council)设定的1.01-1.12V工作电压范畴,不仅速率更快,还可满足低功耗需求,反映了SK海力士的ESG经营行动。同时,LPDDR5T的成功还得益于 HKMG(High-K Metal Gate)工艺。SK海力士率先在移动DRAM领域采用了新一代HKMG工艺,即在DRAM晶体管内的绝缘膜上采用高K栅电介质,在防止漏电的同时还可改善电容。

开发LPDDR5T的五位功臣们再创新高,他们满载信心地表示:“我们并不满足于眼前的成绩,为了能继续保持领先世界、创造最高价值的记录,我们还会加倍努力,迎接各种新的挑战。”

我们的创新之路上,从未有过“满足”二字

▲ 金显承TL看着 LPDDR5T样品,不由自主地回想起第一次应用HKMG工艺时的情景

 

其实,对于不少业内人士来说,SK海力士这次成功开发 LPDDR5T 的消息未免有些令人惊讶。因为,就在前不久,SK海力士已成功研发了一款当下业界最高性能的LPDDR5X产品。一般而言,想研发出一款性能升级的产品需要一段时间,但SK海力士竟在短短两个月内推出了更快的升级产品,实属罕见。对此,负责LPDDR5X与LPDDR5T产品研发的金显承TL这样解释道:

“我们在研发LPDDR5X的时候,率先全球将HKMG工艺引入到移动DRAM中,显著改善了LPDDR5X的性能。其实,当时我们就已经实现了比JEDEC规定的LPDDR5X传输速率8.5Gbps更快的速率性能。因此,我们确信进一步提高速率肯定没问题。于是,我们开始不断深挖钻研,LPDDR5T也应运而生了。”

▲ 金琦龙TL(中)在讲述LPDDR5T的研发过程中,是如何通过改变各种参数来提高产品速率并保证产品稳定性的

 

负责产品测试的金琦龙TL补充说道:“虽然在研发LPDDR5X的过程中,我们已成功实现了比标准传输速率8.5Gbps还快的运行速率,但产品速率一提上来,稳定性就下降了。我们不断改变样品的各个设计参数,把产品出现问题的可能降到最小。LPDDR5T正是这种努力的结晶。”

可见,在LPDDR5X的研发过程中,研发人员们同时具备着研发出更快产品的自信和永不放弃的挑战精神,LPDDR5T便是这些优秀品质的硕果。为了更快、更稳定的产品,研发人员们通过不断改变之前LPDDR5X的参数,最终实现了LPDDR5T的又一次突破。

▲ 程胜炫TL(中)在解释LPDDR5T最高运行速率(9.6Gbps)的意义

 

DRAM商品策划部的程胜炫TL满腔自豪地说:“LPDDR5T 9.6Gbps的运行速率其实是在新一代LPDDR6才能实现的速率。但我们在LPDDR5T就实现了,这表明SK海力士再一次主导了移动DRAM市场的发展。”

LPDDR5T开发项目的总负责人——DRAM PMO部的宋京根TL感慨道:“如果我们当时只满足于LPDDR5X的成果,今天大家可能就见不到LPDDR5T了。”他接着说,“因为,LPDDR5X已经是当时业界性能最好、功耗最低的产品了。是我们团队每一位研发人员的挑战精神让这款进一步升级的产品问世。”

SK海力士的创新基因再一次成功攻克了众多技术难关

研发之路上,总是少不了困难荆棘。这对于LPDDR5T来说,也不例外。首先,是要说服公司内部的团队成员,向他们阐释开发LPDDR5T的必要性。程胜炫TL回忆当时的情景,说:“起初,我们团队内部也有部分成员表示:‘有必要研发LPDDR5T吗?LPDDR5X的成功问世还没过多久,不如集中精力去研发新一代LPDDR6内存。’”

金琦龙TL补充说道:“其实我当时也有些疑虑:‘LPDDR5T会有市场吗?有市场前景可言吗?’但当时程胜炫TL等商品策划部的团队成员们打消了我这种顾虑。他们看到研发人员充满激情的挑战精神后,积极与客户沟通,明确了LPDDR5T的市场前景。我也重拾了信心,开始着手测试LPDDR5T样品。”

SK海力士希望制造出全球范围内前所未有的最高速产品,因此没有先例可供参考,也给研发人员们带来了很多技术难题。负责LPDDR5T电路设计的界面部门的赵善起TL向我们讲述了在检验LPDDR5T的过程中遇到的困难:

“在样品检验过程中,最大的难题在于是否能通过实物检验LPDDR5T的超高速率。即使产品能达到每秒9.6Gbps的速率,为了检验样品,还需要相应的测试设备。然而,连系统本身都有很多速率上的限制,怎么去检验样品速率?为解决这一问题,我们当时挑出了所有影响速率的参数,然后设定各参数的速率目标值,并进行管理和测试。”

金显承TL表示:“我们对LPDDR5T项目本身的成功从来就没有过半点质疑。”他说,“因为,研发LPDDR5X时,运行速率已经出来了。所以我们认为‘没有过不去的坎儿’。当然,速率的提高也产生了一些不良产品。但我一直坚信:只要我们团结起来,这些困难肯定是可以克服的。”金显承TL对LPDDR5T项目的所有研发人员充满了信心。

成员们团结一致(one-team),造就了领先世界的最高价值

▲ 赵善起TL(左)表示LPDDR5T的成功得益于SK海力士的“团结一致的精神(one-team spirit)”,并向所有团队成员表示感谢

 

赵善起TL认为LPDDR5T成功的核心源于SK海力士的“团结一致的精神(one-team spirit)”,并向每一位团队成员表达了感激之情。他表示:“LPDDR5T的最大亮点,是当下最快的运行速率和超低的电压。我们今天是代表整个研发团队接受采访的。我觉得,我们这次的成功还要归功于我们‘团结一致的精神(one-team spirit)’。每一位参与研发的工作人员都朝着‘成为全球超一流半导体制造商’的共同目标,携手前进、勇于挑战。这才是我们不断实现飞跃的基石。当然,借此机会,我还想特别感谢把HKMG工艺引用到DRAM制造元器件的团队成员们。”

金琦龙TL也说道:“目前,LPDDR5T还在研发成功阶段,距离投入量产还需要许多过程。SK海力士的团队成员们会继续团结一致,实现LPDDR5T的成功上市。通过不断挑战,我们会书写一次又一次领先世界、创造最高价值的故事。”

▲ 宋京根TL(中)正满怀自豪地表示:SK海力士凭借LPDDR5T的成功研发,再一次树立行业技术的新标

 

最后,宋京根TL还向我们传达了LPDDR5T团队的雄心壮志:“我非常自豪,我们凭借 LPDDR5T的成功研发,再一次树立了行业的新标。当然,这也进一步鼓舞了我们想不断领先世界、创造最高价值的意志。为快速实现LPDDR5T的量产,并将其投入到消费者实际使用的各种移动设备中,我们会继续不遗余力、砥砺前行。”

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