9月20日，长鑫存储在2026世界制造业大会上正式宣布，第五代DRAM技术平台——G5平台实现量产。这次发布中，几个数字尤其值得材料行业关注：11.95纳米有源区半间距；45:1存储电容深宽比；四重曝光；HKMG高介电常数金属栅；低k间隔层位线。

基于G5平台打造的24Gb LPDDR5X也已进入规模量产，每片晶圆折算的裸片产出数量相比第四代平台提升至少50%。需要说明的是，本文所说的“12纳米级”，指的是长鑫公布的11.95纳米有源区半间距，并不等同于逻辑芯片通常所说的“12nm工艺节点”。但对材料行业而言，真正重要的也不是“12纳米”这个数字。

而是它背后越来越清晰的趋势：DRAM越往下微缩，继续提升密度越来越不能只靠尺寸缩小，而要靠材料、结构和工艺共同突破。长鑫G5公布的几项关键技术，恰好把这种变化集中展示了出来。

一、DRAM为什么越做越小，反而越来越依赖材料？

DRAM最基本的存储单元可以简单理解为：一个晶体管 + 一个电容器，也就是1T1C。

过去提高存储密度，最直接的方法就是不断缩小单元面积。但电容器有一个绕不过去的问题：尺寸缩小以后，储存电荷的能力不能跟着无限下降。于是，DRAM开始出现一个非常典型的结构变化：横向越来越小，纵向越来越深。电容器孔径缩小，却必须通过增加高度、提高介电常数等方式维持足够的电容量，这就是为什么先进DRAM会出现几十比一的高深宽比结构。

而当结构进入这个尺度以后，问题就不再只是“刻得出来”。还包括：材料能不能沉积到几十倍深宽比结构的底部？几纳米薄膜能不能保持均匀？界面能不能稳定？漏电能不能控制？经过几百道工序以后，缺陷会不会累积？这时，材料本身就开始成为制程继续微缩的重要变量。

二、11.95纳米背后：光刻往下走，硬掩膜先遇到挑战

G5采用了四重曝光技术。多重图形化可以继续缩小线宽和间距，但代价是曝光、沉积、刻蚀、清洗和图形转移步骤明显增加。

每多一道工序，就多一层误差和缺陷风险。因此真正需要解决的，已经不是一支“更好的光刻胶”，而是一整套图形化材料体系：光刻胶、底层材料、硬掩膜、刻蚀气体、清洗化学品。

其中一个很典型的瓶颈就是硬掩膜，DRAM电容孔越来越窄、越来越深，刻蚀时间也越来越长，高能离子在向下刻蚀的同时，也会不断消耗上方的硬掩膜。如果孔还没有刻到底，掩膜已经被消耗，图形就可能失真。简单增加掩膜厚度也不行，因为整体深宽比会进一步增加，还可能带来弯曲、扭曲、欠刻蚀等缺陷。

应用材料为先进DRAM开发的高密度硬掩膜，刻蚀选择比相较传统材料提高30%以上，本质上就是用材料性能的提升换取继续微缩的空间。这也是先进制程一个越来越明显的规律：设备能力接近边界以后，往往需要新的材料帮助工艺继续往前走。

三、45:1背后：高k材料只是开始，真正难的是把薄膜“长进去”

如果说11.95纳米对应的是图形化压力，那么45:1的电容深宽比，考验的则是另一套材料能力。

DRAM电容横向尺寸缩小以后，还要保持足够电容量，一条重要路线就是使用高介电常数材料，也就是High-k材料。先进DRAM电容中已经长期研究和应用ZrO、AlO等高k体系，下一代技术则继续探索更高介电常数、更低漏电的材料。

但真正困难的不是简单找到一种“k值更高”的材料。因为它还必须同时满足膜层足够薄，漏电足够低，界面稳定，耐受后续热处理，长期可靠。

更麻烦的是，这层材料还要均匀覆盖在几十比一的深孔内部。这就把ALD——原子层沉积推到了更核心的位置。ALD可以通过自限性表面反应一层层生长薄膜，非常适合高深宽比结构，但也因此把另一类材料推向前台—ALD前驱体。前驱体的挥发性、热稳定性、反应活性、杂质残留和沉积窗口，都会直接影响最终薄膜质量。

所以先进DRAM微缩带来的材料机会，并不只是大家熟悉的光刻胶、电子特气和湿电子化学品。还会越来越深入到高k材料、金属电极、沉积前驱体以及界面材料，材料开始进入原子级控制阶段。

四、HKMG和低k：先进DRAM正在复制逻辑芯片走过的材料升级

G5另外两个值得关注的变化，是HKMG和低k。

先看HKMG，随着晶体管继续缩小，传统栅介质越来越薄，漏电问题会变得更加突出。因此先进逻辑芯片早已从传统栅极体系转向高k栅介质 + 金属栅。现在类似的材料变化也在进入先进DRAM，HKMG背后涉及的不仅是高k介质，还包括金属栅、功函数材料、界面层以及相应的沉积前驱体。应用材料已经把HKMG、低k介质和高选择比硬掩膜并列为推动DRAM继续微缩的重要材料工程方向。再看低k，金属线越来越密以后，相邻线路之间的寄生电容会增加，进而带来信号迟、功耗、发热和串扰问题。因此需要把线路之间绝缘材料的介电常数继续降低。但低k同样不是“越低越好”。介电常数降低以后，材料往往还要面对机械强度下降、吸湿、等离子体损伤以及界面可靠性下降。

所以真正的产业化问题始终是如何在电性能、机械性能、可靠性和制造窗口之间找到平衡。这其实也是先进半导体材料和普通功能材料最大的区别之一。单项性能第一，并没有太大意义；能进入完整制造流程，才有意义。

五、先进DRAM需要的，也不全是“新材料”

讲到这里，很容易形成一种错觉：先进DRAM突破，就是不断寻找全新的高端材料。

其实不是，还有大量看似传统的材料，会因为制程升级而被要求做到更高等级。比如光刻胶及配套材料、电子特气、湿电子化学品、CMP抛光液、靶材、清洗材料。先进制程工艺步骤越多，对这些材料的使用频率、纯度、颗粒和批次稳定性要求反而越高。

SEMI数据显示，2025年全球半导体材料市场规模达到创纪录的732亿美元，其中晶圆制造材料达到458亿美元；光掩膜、光刻胶及配套材料、湿电子化学品等增长明显，一个重要原因就是先进制程带来的工艺复杂度和材料使用强度上升。

所以先进制程中的“材料升级”有两种：一种是原来的材料不够用了，需要新的材料体系；另一种是还是原来的材料，但纯度、颗粒、缺陷和一致性要求提高了一个等级。这两种机会都值得关注。

六、国产半导体材料真正要过的，已经不是“有没有”这一关

过去讨论国产半导体材料，经常问有没有国产光刻胶？有没有国产电子特气？有没有国产CMP材料？有没有国产湿电子化学品？

今天，这个问题正在逐渐改变。越来越多材料已经完成从0到1，下一阶段真正困难的是能不能进入先进量产平台，这背后至少有三道门槛。

第一，批次一致性。实验室做出一批好材料，与连续生产几百批、几千批都保持一致，是完全不同的能力。先进制程最终控制的甚至不是平均值，而是最差的一批还能不能满足要求。第二，缺陷控制。对于晶圆制造而言，材料纯度只是起点。最终还要看颗粒有没有增加？金属污染有没有增加？成膜有没有局部异常？用了以后晶圆缺陷率有没有变化？所以真正的竞争正在从材料参数走向缺陷和良率。第三，材料、设备与工艺协同。越先进的材料，越难脱离设备单独开发。一个ALD前驱体表现如何，会受到腔体结构、温度、压力、脉冲时间和表面状态影响。一种硬掩膜能不能用，也必须和刻蚀设备、气体体系一起优化。应用材料在DRAM方案中已经非常明确地体现出这种趋势——新的硬掩膜材料直接与刻蚀系统进行协同优化，而不是把材料和设备分开开发。

所以未来先进半导体材料企业真正需要具备的，可能不只是“生产材料”的能力。而是进入客户工艺现场，与设备厂和晶圆厂共同解决问题的能力。

七、真正值得关注的，是那些正在发生“材料代际变化”的环节

对于产业研究来说，G5还提供了一个很重要的判断方法。

以后看半导体材料，不能只问国产化率有多低？还应该问随着节点继续升级，这种材料本身有没有发生技术代际变化？比如硬掩膜选择比不够，需要新的高密度材料；传统介质性能不够，需要低k；传统栅极体系遇到瓶颈，需要HKMG；电容继续缩小，需要更高性能的高k介质和电极；深宽比继续上升，需要新的ALD前驱体和沉积方案。

这种机会和简单的“国产替代”不一样。因为原有材料体系本身就在变化。换句话说，最值得关注的，不一定是国产化率最低的材料，而可能是技术路线正在发生变化的材料。技术发生拐点的时候，原有供应链格局也最容易发生变化。

结语：下一场竞争为什么是材料？

长鑫G5量产，表面看是一次国产DRAM工艺平台升级。但从材料角度看，它更像一个信号：DRAM越接近微缩极限，材料的重要性越高。11.95纳米背后，是更复杂的图形化材料体系；45:1背后，是高k、电极、硬掩膜和ALD前驱体；HKMG背后，是栅介质和金属栅材料升级；低k背后，则是互连密度提高以后新的介质材料需求。

因此，国产DRAM突破之后，国内半导体材料行业面对的问题已经不只是“这个材料我们有没有？”。而是它能不能进入先进制程，在数万片、数十万片晶圆的生产中，持续保持低缺陷、高一致性和稳定良率？能够解决这个问题，才真正意味着进入先进半导体材料的核心供应链。

所以，长鑫G5之后值得关注的下一场竞争，并不是某一种材料突然“爆发”。而是一个更加困难的阶段：材料、设备和工艺开始深度耦合，先进半导体进入真正的系统竞争。而对于中国半导体材料产业来说，真正的深水区，才刚刚开始。

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       原文标题 : 长鑫G5量产：DRAM进入12纳米级，下一场竞争为什么是材料？