SK海力士全球首次在移动端DRAM制造上采用HKMG工艺

SK海力士全球首次在移动端DRAM采用了“HKMG（High-K Metal Gate）”*工艺，成功研发出了LPDDR5X（Low Power Double Data Rate 5X），并于近期开始正式销售。

*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度，还可降低功耗。

这款产品可在固态技术协会（JEDEC，Joint Electron Device Engineering Council）规定的超低电压范围（1.01~1.12V）内运行，功耗也比上一代产品减少了25%，从而实现了业界最高能效。

移动端DRAM又称作LPDDR，其中的LP代表“LowPower（低功耗）”。可见低功耗是最关键的因素。移动设备的电量有限，为了延长产品的使用时间，就必须尽可能地降低电耗。

这就是内存产品在加快速度的同时，也注重低功耗的原因。SK海力士推出的LPDDR5X产品，在移动端DRAM中首次引入了HKMG工艺，在提高产品性能的同时降低了电耗，可谓是一箭双雕。

LPDDR5X的功耗变低，意味着采用LPDDR5X的移动设备充一次电可使用时间更长。消费者使用的电力也将随之大大减少，与SK海力士一贯坚持的ESG经营理念一脉相承。此外，本次SK海力士成功研发的LPDDR5X的速度比上一代产品加快了33%，可达8.5Gbps。

SK海力士率先在LPDDR产品采用HKMG工艺的举动引起了业界的不少关注。有业内人士评价称，SK海力士再一次凭借大胆的挑战，取得了惊人的成果。SK海力士团队到底都是何方“神圣”，可以如此不断突破极限，打造卓越产品？

本期，SK海力士新闻中心采访了成功研发LPDDR5X的“大神”们——Mobile & Auto策划团队的李在赫TL（Technical Leader）、功能器件（Function Device）团队的南基奉TL 、Canopus LPD5 PE团队的赵诚权PL（Project Leader）、设计品质创新团队的金显承TL和MCP/MO Enablement团队的李旭宰PL，来听听他们在研发过程中的一些幕后花絮，感受他们的挑战精神。

▲SK海力士实现世界最早、最高成就的LPDDR研发历程不断实现了更快的运行速度和更低的功耗

LPDDR（Low Power Double Data Rate）被称为移动端DRAM，主要用于智能手机、笔记本、平板电脑等无线电子产品。与一般DRAM相比，LPDDR具有体积小、功耗低的优势，可以减小无线电子产品的体积，并延长使用时间。近来，智能手机等市场对移动设备的需求激增，进一步助推了LPDDR的快速发展。随着人们愈发强调环境因素，低功耗的LPDDR备受青睐。

▲ LPDDR5X的速度较LPDDR5提升了33%，仅1秒就可以下载13部5GB大小的视频

SK海力士紧跟市场趋势，不断深耕LPDDR的研发。继去年成功量产业界最高容量的18GB LPDDR5后，今年再次成功研发出业界最快的LPDDR5X（4266MHZ/8.5Gbps），向外界证明了公司在存储器半导体领域的领先地位。本期内容中，我们聆听一下研发和销售卓越的产品，引领着半导体生态圈的SK海力士主角们。

▲ 五位LPDDR5X开发主角正在笑着回忆以往的故事（从左到右，南基奉TL、赵诚权PL、金显承TL、李在赫TL、李旭宰PL）

揭晓全球最快的LPDDR5X的研发过程

有句玩笑说：“只有严刑逼问外星人才能获得半导体技术”，可见其难度之大。想成功研发新一代半导体产品并实现量产，需要策划、设计、生产、销售等众多成员的共同努力。负责产品策划的李在赫TL回想起LPDDR5X的策划过程，这样说道：“一般来说，新一代产品的策划在数年前开始。在策划LPDDR5X时，实现8.5Gbps的产品规格实属不易。当时，各个相关部门也是议论纷纷。但我们却很有信心，这种信心让我们最终在目标期间内成功完成业界最快、最低功耗的LPDDR5X。”

▲李在赫TL面带笑容，向我们叙述LPDDR5X的策划过程

如今，研发团队可以笑容满面地从容讲述LPDDR5X的研发过程，但在先前攻坚克难的阶段，他们却吃了不少苦头。负责LPDDR5X产品设计的金显承TL回忆道：“技术研发真是要过五关、斩六将，每天都在苦思冥想该如何进一步提高速度、减少功耗。相关会议也是无休无止。”

▲金显承TL叙述成功研发LPDDR5X的幕后故事

金显承TL总结出了在重重困难下依旧成功研发出LPDDR5X的理由：“在我看来，LPDDR5X的成功得益于自由的研发氛围。其实，开发LPDDR这样的衍生产品时，我们一般不会大幅度地修改电路。但这次的工作环境相对自由，所以在设计过程中，我们也自由地尝试修改电路或采用新技术等等。我觉得这种自由的工作氛围和采用新技术的挑战精神，是本次项目成功的一大重要因素。”

在LPDDR5X的研发过程中，团队需要考虑的不仅仅是如何提高产品的运行速度。LPDDR产品主要用于智能手机市场，鉴于该市场周期性地上市新产品，需要及时跟进市场时机成功推出LPDDR5X。

负责产品工程的赵诚权PL在当时也因这一问题倍感压力。但在攻坚克难后，他跟我们分享了自己的成功经验：“我们要紧跟智能手机新品开发进度推出并提供产品，才能够确保产品的竞争力。这样的条件给我们带来了较大的心理负担。最终，我们能在限定的时间内及时推出LPDDR5X，更使其生产良率领先于先前负责的所有产品，这让我更为自豪。”

▲赵诚权PL(从右数第二位)向我们讲述研发时的受压心境

在产品测试过程中，研发团队也遇到了各种始料未及的难题。南基奉TL负责设计半导体制造的许多工艺流程（PI，Process Integration），他说：“LPDDR5X的研发过程中，我们也遇到了许多意料之外的问题。但每次问题出现，相关部门都会携手合作，一起分析原因并寻找解决方案。正是同事们的这种积极态度，造就了LPDDR5X的成功研发。”

LPDDR5X的环保特性赋能愈发重要的ESG经营

SK海力士推出的LPDDR5X不仅速度快，还可以在JEDEC*指定的超低电压范围（1.01~1.12V）内运行，比前一代产品减少了25%的功耗。

*JEDEC：固态技术协会（Joint Electron Device Engineering Council）, 规定半导体标准规格的机构。

在LPDDR5X研发过程中，SK海力士切实践行了ESG经营理念。李在赫TL说道：“除了延长移动设备的使用时间，我们还考虑了ESG因素，试图显著减少电子产品的电力消耗。这种努力并没有白费，LPDDR5X相较于上一代产品，可节省25%的功耗。”

▲李旭宰PL重点强调LPDDR5X的低功耗特点

李旭宰PL补充道：“比起搭载上一代产品的智能手机，采用LPDDR5X的智能手机有更长的续航时间。这意味着，消费者充一次电可以使用更长时间。换句话说，充电次数减少了，耗电量也就减少了，也从而起到了减碳的作用。”

此外，为进一步加强SK海力士的ESG经营，许多人认为公司员工需采取更积极的态度去实践ESG价值。对此，李在赫TL表示：“在产品研发过程中，我们从策划阶段就要积极考虑ESG因素，只有这样，在实际开发过程中才可以切实落实ESG价值。”

赵诚权PL也说道：“从设计到产品策划，我们在所有研发阶段都积极实践ESG价值。比如在测试产品时，我们会尽量缩短测试时间，设计阶段也尽量考虑产品以最低电耗运行等。”

“挑战精神可以打造更强的SK海力士”

速度更快、功耗更低的LPDDR5X是SK海力士员工们经过不断思考、付出辛勤汗水后结出的硕果。负责营销的李旭宰PL告诉我们，包括系统级芯片（SoC，System on Chip）企业在内的众多客户对SK海力士新推出的LPDDR5X产品都赞不绝口。“LPDD5X可以减少20%以上的电耗，客户对此的反馈也相当不错，这真的让我们觉得很欣慰。”

▲南基奉TL(中间)在展望SK海力士的积极未来

SK海力士的员工们对未来逐步升级的下一代半导体产品也充满了希望。他们对研发更快、更强的半导体颇具信心。南基奉TL信心满满地说道：“根据我在SK海力士工作的经验，研发初期，我们总会遇到很多阻碍，总觉得‘怎么就这么难？’但只要跃过几次高墙，后边的攻关就容易多了。我们今天跃过了LPDDR5X这一高墙，明天就能跃过更高性能产品的高墙。”

最后，金显承TL强调称，SK海力士的员工需要有挑战精神。他说：“我有句话想嘱咐给晚辈同事们。作为引领半导体产业发展的SK海力士成员，我们必须要有挑战精神，树立更高更远的目标。我们要从多个不同的方面考虑，看看有没有更好的创意，并不停地进行各种挑战。我相信，只要我们不断挑战新的东西，最终真的可以研发出只有外星人才能研发的半导体产品。”