导语
近日,全球存储芯片龙头 SK 海力士正式完成 V10 系列 375 层 3D NAND 闪存全流程量产验证,计划 2026 年底于韩国清州 M15 产线实现批量投产。本次产品迭代最核心技术革新为钼金属替代传统钨材制作芯片字线栅极,标志高层堆叠存储芯片正式迈入 “钼时代”。继三星率先导入钼工艺后,全球三大存储厂商同步开启材料切换,高纯半导体钼需求迎来指数级扩容,钼作为 AI 算力时代核心战略金属价值重估空间全面打开36氪。
正文
一、300 层以上存储遭遇钨材物理瓶颈,钼成唯一技术解
3D NAND 依靠垂直堆叠存储单元提升单芯片容量,当前行业加速向 375 层、400 层乃至更高层数演进,传统钨金属字线短板全面暴露。随着字线线宽持续微缩,钨电阻率大幅攀升,引发 RC 信号延迟、读写速度下滑;同时钨薄膜沉积必须配套氮化钛阻挡层,多层叠加持续消耗垂直空间,限制存储密度提升。此外六氟化钨工艺易产生氟残留,造成介质层损伤、芯片漏电不良率走高,难以支撑 400 层以上超高堆叠架构长期迭代。
对比之下,钼在纳米尺度下具备无可替代的工艺优势:同等线宽下钼电阻率较钨降低 30%-50%,可显著缩短信号传输时延、提升闪存擦写性能;钼与介质材料粘附性优异,可省去阻挡层直接沉积,释放大量垂直堆叠空间;配套无氟前驱体 ALD 原子层沉积工艺,无氟残留腐蚀风险,高深宽比通孔填充均匀性、良率表现全面优于钨方案,是高层数 3D NAND 突破性能天花板的最优路径。
SK 海力士技术研发负责人表示,375 层 NAND 小规模试产数据显示,采用钼字线方案后,芯片读写效率提升近 40%,堆叠空间利用率提升超 15%,器件长期可靠性同步改善,为后续 480 层、604 层超高密度 NAND 迭代奠定材料基础。
二、全球存储巨头集体跟进,钼渗透路线清晰落地
SK 海力士本次规模化导入钼工艺并非行业孤例,全球存储赛道已形成统一技术共识:
- 三星电子:2024 年 286 层第九代 NAND 率先商用钼字线,2026 年下半年推出 400 层以上新一代产品,钼应用范围持续扩大;
- SK 海力士:375 层 V10 产品年内量产,全产线逐步完成钨向钼的工艺改造,中长期所有 400 层以上 NAND 全线切换钼材料;
- 美光科技:同步布局 NAND、DRAM 双赛道钼基低阻金属方案,适配 HBM 高带宽存储生产需求。
需求传导形成清晰 “三级增长曲线”:第一阶段以 3D NAND 为核心增量,是当下最确定的增长来源;第二阶段延伸至 DRAM 与 AI 核心 HBM 存储,HBM4 等高带宽产品钼渗透率已接近 100%,单颗 HBM 钼耗材用量为普通 DRAM 的 3-5 倍;第三阶段远期覆盖 7nm 以下先进逻辑芯片,替代铜互连解决微缩制程电阻率难题,打开长期成长天花板。
三、高纯钼需求迎来爆发,高端电子级钼市场空间高速扩容
多家券商机构测算数据显示,半导体高纯钼正从小众辅料转变刚需材料,增长曲线陡峭:2024 年全球半导体高纯钼采购总量仅 4 吨;2026 年伴随 SK 海力士、三星产线放量,需求升至 18 吨;至 2030 年全球半导体级钼总需求有望突破 80 吨,复合年均增速超 40%。其中 6N(99.9999%)超高纯钼粉、钼靶材专供 375 层以上 NAND 与 HBM,产品毛利率可达 40%-50%,附加值远高于传统冶金钼产品。
供给端行业呈现长期刚性紧缺格局。钼已被列入国家战略性矿产目录,全球新建钼矿开采、冶炼周期长达 2-3 年,短期新增产能释放有限;叠加高端特钢、军工、新能源传统需求稳步增长,钼行业供需紧平衡格局将长期维持。随着晶圆厂钼前驱体、钼靶材采购量逐月提升,钼价中枢持续上移,产业链上游矿产、高纯深加工、靶材制造企业同步受益。
供应链配套体系同步成熟,SK 海力士产线选用东京电子 ALD 沉积设备完成钼薄膜制备,法国液化空气、英特格、默克等企业供应高纯钼前驱体;国内钼企加速布局 6N 超高纯钼提纯、半导体靶材产能,国产替代进程提速,完整本土钼材料产业链逐步成型。
四、产业展望:“钼代钨” 开启十年材料革新周期
业内专家指出,AI 大模型、算力服务器、消费电子存储扩容浪潮下,3D NAND、HBM 存储出货量将持续高增,高层堆叠技术路线不可逆,钨材物理极限决定钼替代趋势长期确定。短期看,2026 年末 SK 海力士 375 层 NAND 量产将成为行业需求爆发关键催化;中长期,随着 400 层以上 NAND、新一代 HBM 大规模普及,半导体钼将成为拉动金属钼需求的全新增长引擎。
从产业维度,本次 “以钼代钨” 不只是单一存储材料替换,更是全球先进制造金属薄膜工艺的革命性变革。未来随着钼工艺向逻辑芯片延伸,钼将重塑半导体互连材料体系,稀缺钼金属的战略地位持续凸显,钼产业链迎来量价齐升的长期发展机遇。
结尾
当前全球存储芯片行业竞争聚焦制程与材料双维度突破,SK 海力士钼工艺落地验证新型金属材料商业化可行性。在 AI 算力驱动存储需求高景气、供给端增量受限双重逻辑支撑下,半导体钼需求爆发周期正式开启,钼产业链迎来全新发展窗口期。