嫌内存太贵,他在自家花园里搓出了一块RAM

2026-06-02 | 来源: MIT科技评论 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

最近，一位网名“Dr. Semiconductor”（半导体博士）的 YouTube 博主上传了一段标题简单的视频——“Making RAM at Home”（在家手搓内存）。视频里没有花哨的布景设置，只有一个搭在花园棚屋里的简易洁净室、几台拼凑起来的设备，以及一片在显微镜下闪着金属光泽的硅片。

这段不到 20 分钟的内容，目前吸引了 100 多万硬件爱好者的观看和讨论。因为这是已知公开记录中，第一次有个人在非工业环境下成功制造出功能性的 RAM 存储单元。

Dr. Semiconductor 在视频开头半开玩笑地说，他做这件事的动机是因为“内存太贵了”。诚然，由于 AI 训练和推理对 HBM（高带宽内存）的需求爆发式增长，三星、SK 海力士、美光三大内存厂商纷纷将产能向利润更高的 HBM 倾斜。2026 年 HBM 产品占用的 DRAM 晶圆产能已攀升至约 23%，直接挤压了普通 DDR5 内存的供给。消费级内存价格随之飙升，一条 32GB DDR5 内存条的价格涨到了让普通用户肉疼的程度。

当然，他并没有想要通过一己之力挽救内存市场。Dr. Semiconductor 目前搓出来的由 20 个存储单元组成的实验阵列，其容量距离现代 PC 所使用的 RAM 芯片仍相差约十个数量级。他在视频里也大方承认：“虽然你可以在上面存点数据，但还远远没法拿它运行《毁灭战士》（DOOM）游戏。”

但这依然是一个了不起的开始，因为在家庭环境里造出 RAM 真的太难了。

我们可以先从 RAM 的基本结构说起。一个标准 RAM 存储单元（以 DRAM 为例）由一个晶体管和一个电容器组成，即“1T1C”结构。晶体管充当开关，控制读写；电容器存储电荷，电荷的有无代表二进制的 1 和 0。原理听起来简单，但难点在工艺细节。

现代商用 DRAM 的制程节点已经推进到十几纳米甚至更小，单个存储单元的电容只有飞法（fF，10⁻¹⁵ 法拉）级别。要在这种尺度上精确完成薄膜沉积、光刻、离子注入、刻蚀等步骤，每一步都需要价值数百万甚至数千万美元的专用设备，以及极其严格的工艺控制。一座现代 DRAM 工厂的建设成本在 100 亿到 200 亿美元之间。

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不过，Dr. Semiconductor 的做法当然不是复刻三星或美光的先进制程。据 Tom's Hardware 等媒体报道，他制造的存储单元阵列工作在微米级尺度，电容值约为 12pF（皮法拉，10⁻¹² 法拉），比商用 DRAM 单元的电容大了大约三个数量级。换句话说，他的“RAM 芯片”在密度上大概相当于 1970 年代早期的水平。

Dr. Semiconductor 的制造流程大致分为三个阶段。

第一阶段是从大片硅片上精准裁切出芯片基底，经过多轮清洗确保表面无任何杂质。随后进入核心的图形化阶段：将硅片放入自制高温炉，生长出 330 纳米厚的氧化层，再依次涂覆粘附层与光刻胶薄膜。通过紫外曝光技术，他把设计好的掩膜图案投射到硅片表面，显影液洗去被照射区域，完成关键的图形转移。这一步被业内称为“芯片制造的灵魂”，而他用改装的家用设备做到了令人惊叹的精度。

第二阶段是晶体管制备。源极与漏极的制造需要多轮图层刻蚀，对暴露的硅区域进行掺杂以提升导电性，再通过退火处理让掺杂剂深入硅片内部。这一系列操作对温度、时间、化学试剂浓度的控制要求极高，哪怕一丝偏差都会导致整个芯片报废。经过数十次失败，他终于掌握了精准的工艺参数，完成了晶体管的核心结构。

第三阶段是金属化。他用微型掩膜版向芯片精准喷涂铝金属，剥离多余部分后，一个个完整的 RAM 存储单元赫然出现。最终得到的实验阵列虽然只有 20 个单元，但在测试中能够成功存储和读取电荷，证明其具备 RAM 的基本功能。

除此之外，他此前花了大量时间搭建基础设施。2026 年 3 月，他发布了第一期视频：介绍自己家庭洁净室建设，展示了如何用 HEPA 过滤系统、正压通风和防静电材料，在一间普通花园棚屋里实现 Class 100 的洁净度。这个等级远不及商业晶圆厂的 Class 1 甚至 Class 0.1 标准，但对于微米级工艺来说已经够用。