據(jù)Objective Analysis 和 Coughlin Associates 新發(fā)布的報(bào)告顯示，新興存儲(chǔ)器已經(jīng)開始增長(zhǎng)，到 2032 年應(yīng)該會(huì)攀升至約 440 億美元。“這是未來十年值得關(guān)注的半導(dǎo)體市場(chǎng)，”Coughlin Associates 總裁 Thomas Coughlin 博士說?！澳切﹨⑴c這個(gè)市場(chǎng)的人可以計(jì)劃顯著增長(zhǎng)。”

他們表示，內(nèi)存制造商和代工廠并不是唯一需要考慮參與的公司，如果他們不想被這種轉(zhuǎn)變拋在后面的話。SoC 的設(shè)計(jì)人員和用戶已經(jīng)將這些新的非易失性存儲(chǔ)器整合到前沿設(shè)計(jì)中，以實(shí)現(xiàn)更具競(jìng)爭(zhēng)力的功耗和系統(tǒng)響應(yīng)能力。采用這種方法的人將享有巨大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

通過取代包括 NOR 閃存、SRAM 和 DRAM 在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)，新興內(nèi)存市場(chǎng)最初將增長(zhǎng)到 440 億美元的水平。新存儲(chǔ)器將取代微控制器、ASIC 甚至計(jì)算處理器中的獨(dú)立存儲(chǔ)器芯片和嵌入式存儲(chǔ)器，之后它們將成長(zhǎng)為自己的新市場(chǎng)。

“所有類型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員都發(fā)現(xiàn)新興存儲(chǔ)器提供了以前無法獲得的新優(yōu)勢(shì)，”O(jiān)bjective Analysis 總經(jīng)理 Jim Handy 說?！半S著新的嵌入式存儲(chǔ)器類型降低功耗，物聯(lián)網(wǎng)將發(fā)生革命性變化。更大的系統(tǒng)已經(jīng)在改變其架構(gòu)以采用持久內(nèi)存來改善延遲和數(shù)據(jù)完整性?！?/p>

該報(bào)告解釋了獨(dú)立 MRAM 和 STT-RAM 收入將如何增長(zhǎng)到約 14 億美元，或 2021 年獨(dú)立 MRAM 收入的 30 倍以上。與此同時(shí)，嵌入式 ReRAM 和 MRAM 將競(jìng)爭(zhēng)取代 SoC 中的大部分嵌入式 NOR 和 SRAM，從而推動(dòng)更大的收入增長(zhǎng)。

Coughlin 博士補(bǔ)充說：“許多新興內(nèi)存類型需要新工具來支持不同的材料和工藝，這將為資本設(shè)備市場(chǎng)提供增長(zhǎng)動(dòng)力?！彼赋?，行業(yè)向新興內(nèi)存技術(shù)的遷移將啟動(dòng)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。資本設(shè)備支出增加。“到 2032 年，MRAM 制造設(shè)備的總收入將增長(zhǎng)到 2021 年總收入的 49 倍以上，達(dá)到約 15 億美元。”

對(duì)不同新興存儲(chǔ)的看法

　　當(dāng)前的存儲(chǔ)器技術(shù)，包括閃存（NAND 和 NOR）、DRAM 和 SRAM，在其持續(xù)改進(jìn)方面面臨潛在的技術(shù)限制。因此，人們努力開發(fā)新的存儲(chǔ)技術(shù)。這些新技術(shù)大多采用非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)，可用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)或提供不通電時(shí)不丟失信息的存儲(chǔ)器。這為電池和環(huán)境供電設(shè)備以及數(shù)據(jù)中心的節(jié)能提供了優(yōu)勢(shì)。 如大家所了解，常規(guī)的新興存儲(chǔ)器包括 PCM、RRAM、FRAM、MRAM、STT MRAM 和各種不太主流的技術(shù)，例如碳納米管。根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展水平和這些技術(shù)的特點(diǎn)，電阻式 RAM （RRAM） 似乎是閃存的潛在替代品。但是，閃存具有幾代技術(shù)，在需要更換之前將實(shí)施這些技術(shù)。因此，這種轉(zhuǎn)變最早要到下一個(gè)十年才會(huì)完全發(fā)生。

　　美光和英特爾推出 3D XPoint Memory，這種技術(shù)具有高耐用性，性能比 NAND 好得多，雖然比 DRAM 慢一些，但密度比 DRAM 高；正在影響對(duì) DRAM 的需求。英特爾于 2017 年推出了采用其 Optane 技術(shù)（使用 3D XPoint）的 NVMe SSD，并于 2019 年開始出貨 DIMM-Optane 模塊，3D XPoint 使用一種相變技術(shù)。但目前似乎無論是美光還是英特爾，在上面都比較消極，甚至放棄了。

　　磁性 RAM （MRAM） 和自旋隧道扭矩 RAM （STT MRAM） 開始取代 sNOR、SRAM 和可能的 DRAM。STT MRAM 和 MRAM 能力的發(fā)展速度將導(dǎo)致價(jià)格逐漸降低，而用高速和高耐用性非易失性存儲(chǔ)器取代易失性存儲(chǔ)器的吸引力使得這些技術(shù)非常具有競(jìng)爭(zhēng)力，假設(shè)它們的體積增加以降低生產(chǎn)成本（因此購(gòu)買價(jià)格）。

　　鐵電 RAM （FRAM） 和一些 RRAM 技術(shù)有一些利基應(yīng)用，并且隨著 HfO FRAM 的使用，可用于 FRAM 的利基市場(chǎng)數(shù)量可能會(huì)增加。

　　遷移到非易失性固態(tài)主存儲(chǔ)器和高速緩存將直接降低功耗，并啟用新的省電模式，提供更快的斷電恢復(fù)，并實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)架構(gòu)，即使在斷電時(shí)也能保持其狀態(tài)。最終，使用自旋而不是電流進(jìn)行邏輯處理的自旋電子技術(shù)可用于制造未來的微處理器。基于自旋的邏輯可以實(shí)現(xiàn)非常高效的內(nèi)存處理。 將非易失性技術(shù)用作與 CMOS 邏輯相結(jié)合的嵌入式存儲(chǔ)器在電子工業(yè)中具有重要意義。

　　作為多晶體管 SRAM 的替代品，STT MRAM 可以減少晶體管的數(shù)量，從而提供低成本、高密度的解決方案。許多企業(yè)和消費(fèi)類設(shè)備使用 MRAM 作為嵌入式高速緩存存儲(chǔ)器，所有主要的代工公司都在 SoC 產(chǎn)品中提供 MRAM 作為嵌入式存儲(chǔ)器。

　　STT MRAM 的出現(xiàn)加速了這一趨勢(shì)并允許更高的容量。由于 MRAM 和 STT-RAM 工藝與傳統(tǒng) CMOS 工藝的兼容性，這些存儲(chǔ)器可以直接構(gòu)建在 CMOS 邏輯晶片之上，也可以在 CMOS 制造過程中結(jié)合使用。閃存與傳統(tǒng) CMOS 的兼容性不同。與 SRAM 相比，非易失性和更簡(jiǎn)單的 MRAM 和 STT MRAM 的功率節(jié)省是顯著的。隨著 MRAM 美元/GB 的成本接近 SRAM，這種替代可能會(huì)導(dǎo)致顯著的市場(chǎng)擴(kuò)張。

編輯：黃飛

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