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當32G DDR5內存條從去年的800元,飆漲到如今的3800元,當三星、美光、SK海力士三大巨頭把80%以上產能,都傾斜給AI所需的HBM高帶寬內存,普通消費者只能眼睜睜看著PC、手機升級成本翻倍。
就在整個行業陷入“內存荒”的焦慮中時,海外科技博主Dr.Semiconductor(半導體博士),他把自家后院的棚屋改造成100級潔凈室,從零開始"手搓"出了能正常工作的DRAM內存存儲單元陣列,完成了人類歷史上首次家庭自制RAM的突破。
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“內存價格簡直離譜!AI的興起正在對GPU、手機、PC市場造成巨大沖擊。”半導體博士在視頻中直言不諱,“三家公司控制著整個行業,而新供應不可能一夜之間出現——建晶圓廠要數十億美元和數年時間。與其坐等,不如自己動手。”于是他啟動這項不可能完成的計劃。
他沒有選擇簡單的模塊拼接,而是挑戰了真正的晶圓級制造,從硅片清洗到光刻、刻蝕、摻雜、金屬化,每一步都嚴格遵循半導體工業標準,卻用家用級設備實現了突破。
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1、芯片制造的準備環節
他從大片硅片上精準裁切出芯片基底,經過多輪清洗確保表面無任何雜質。隨后進入核心的圖形化階段,將硅片放入自制高溫爐,生長出330納米厚的氧化層,再依次涂覆粘附層與光刻膠薄膜。
通過紫外曝光技術,把設計好的掩膜圖案投射到硅片表面,顯影液洗去被照射區域,完成了關鍵的圖形轉移——這一步被業內稱為"芯片制造的靈魂",而他用改裝的家用設備做到了令人驚嘆的精度。
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2、晶體管制備環節
源極與漏極的制造需要多輪圖層刻蝕,對暴露的硅區域進行摻雜提升導電性,再通過退火處理讓摻雜劑深入硅片內部。這一系列操作對溫度、時間、化學試劑濃度的控制要求極高,哪怕一絲偏差都會導致整個芯片報廢。
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經過數十次失敗,他終于掌握了精準的工藝參數,完成了晶體管的核心結構。金屬化環節更是展現了他的創造力:用微型掩膜版向芯片精準噴涂鋁金屬,剝離多余部分后,一個個完整的內存存儲單元赫然出現。
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3、測試環節
自制DRAM存儲單元尺寸極小,無法用常規導線連接測試設備。他采用顯微操作探針完成了精準對接,測試結果顯示存儲單元電容達到12皮法——這個被他稱為“hobbyist sweet spot”(愛好者理想值)的參數,既足夠儲存電荷保證正常工作,又不需要工業級芯片的超高精度工藝要求。
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一位在半導體廠工作近30年的工程師在評論區感嘆:“看到你在自家棚子里做這些,我簡直難以置信——你的潔凈室比我在美國前10大學里用過的還好。”
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網友們的評論充滿期待:“下一個視頻:在家進行極紫外光刻”、“建議制作SSD,因為價格也漲瘋了”,更有人調侃道:“媽媽,能幫我買內存條嗎?不用了寶貝,我們家有內存條!”。
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