嫌內存太貴,他在自家花園裡搓出了一塊RAM

2026-06-02 | 來源: MIT科技評論 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

最近，一位網名“Dr. Semiconductor”（半導體博士）的 YouTube 博主上傳了一段標題簡單的視頻——“Making RAM at Home”（在家手搓內存）。視頻裡沒有花哨的布景設置，只有一個搭在花園棚屋裡的簡易潔淨室、幾台拼湊起來的設備，以及一片在顯微鏡下閃著金屬光澤的硅片。

這段不到 20 分鍾的內容，目前吸引了 100 多萬硬件愛好者的觀看和討論。因為這是已知公開記錄中，第一次有個人在非工業環境下成功制造出功能性的 RAM 存儲單元。

Dr. Semiconductor 在視頻開頭半開玩笑地說，他做這件事的動機是因為“內存太貴了”。誠然，由於 AI 訓練和推理對 HBM（高帶寬內存）的需求爆發式增長，三星、SK 海力士、美光三大內存廠商紛紛將產能向利潤更高的 HBM 傾斜。2026 年 HBM 產品占用的 DRAM 晶圓產能已攀升至約 23%，直接擠壓了普通 DDR5 內存的供給。消費級內存價格隨之飆升，一條 32GB DDR5 內存條的價格漲到了讓普通用戶肉疼的程度。

當然，他並沒有想要通過一己之力挽救內存市場。Dr. Semiconductor 目前搓出來的由 20 個存儲單元組成的實驗陣列，其容量距離現代 PC 所使用的 RAM 芯片仍相差約十個數量級。他在視頻裡也大方承認：“雖然你可以在上面存點數據，但還遠遠沒法拿它運行《毀滅戰士》（DOOM）游戲。”

但這依然是一個了不起的開始，因為在家庭環境裡造出 RAM 真的太難了。

我們可以先從 RAM 的基本結構說起。一個標准 RAM 存儲單元（以 DRAM 為例）由一個晶體管和一個電容器組成，即“1T1C”結構。晶體管充當開關，控制讀寫；電容器存儲電荷，電荷的有無代表二進制的 1 和 0。原理聽起來簡單，但難點在工藝細節。

現代商用 DRAM 的制程節點已經推進到十幾納米甚至更小，單個存儲單元的電容只有飛法（fF，10⁻¹⁵ 法拉）級別。要在這種尺度上精確完成薄膜沉積、光刻、離子注入、刻蝕等步驟，每一步都需要價值數百萬甚至數千萬美元的專用設備，以及極其嚴格的工藝控制。一座現代 DRAM 工廠的建設成本在 100 億到 200 億美元之間。

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不過，Dr. Semiconductor 的做法當然不是復刻三星或美光的先進制程。據 Tom's Hardware 等媒體報道，他制造的存儲單元陣列工作在微米級尺度，電容值約為 12pF（皮法拉，10⁻¹² 法拉），比商用 DRAM 單元的電容大了大約三個數量級。換句話說，他的“RAM 芯片”在密度上大概相當於 1970 年代早期的水平。

Dr. Semiconductor 的制造流程大致分為三個階段。

第一階段是從大片硅片上精准裁切出芯片基底，經過多輪清洗確保表面無任何雜質。隨後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，再依次塗覆粘附層與光刻膠薄膜。通過紫外曝光技術，他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歎的精度。

第二階段是晶體管制備。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以提升導電性，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。經過數十次失敗，他終於掌握了精准的工藝參數，完成了晶體管的核心結構。

第三階段是金屬化。他用微型掩膜版向芯片精准噴塗鋁金屬，剝離多余部分後，一個個完整的 RAM 存儲單元赫然出現。最終得到的實驗陣列雖然只有 20 個單元，但在測試中能夠成功存儲和讀取電荷，證明其具備 RAM 的基本功能。

除此之外，他此前花了大量時間搭建基礎設施。2026 年 3 月，他發布了第一期視頻：介紹自己家庭潔淨室建設，展示了如何用 HEPA 過濾系統、正壓通風和防靜電材料，在一間普通花園棚屋裡實現 Class 100 的潔淨度。這個等級遠不及商業晶圓廠的 Class 1 甚至 Class 0.1 標准，但對於微米級工藝來說已經夠用。