下一代存儲(chǔ)技術(shù)面臨市場(chǎng)窗口期？

陳炳欣

眼下的存儲(chǔ)市場(chǎng)正處于多種技術(shù)路線并行迭代的關(guān)鍵時(shí)期。一方面，應(yīng)用極為廣泛的DRAM和NAND Flash是目前存儲(chǔ)市場(chǎng)上當(dāng)之無(wú)愧的主流產(chǎn)品，但都面臨制程持續(xù)微縮的物理極限挑戰(zhàn)，未來(lái)持續(xù)提升性能與降低成本變得更加困難。另一方面，3D XPoint、MRAM（磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、RRAM（可變電阻式存儲(chǔ)器）等下一代存儲(chǔ)技術(shù)加快開(kāi)發(fā)并且進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用，但尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化與標(biāo)準(zhǔn)化，成本過(guò)高成為其入市的主要阻礙。下一代存儲(chǔ)器何時(shí)方能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展，成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。2020年或?qū)⒊蔀槭袌?chǎng)機(jī)會(huì)點(diǎn)

DRAM與NAND價(jià)格將在2020年反彈。這將增加用戶采用新型存儲(chǔ)器的意愿，2020年也就有望成為下一代存儲(chǔ)器切入市場(chǎng)的開(kāi)端。

3D XPoint、MRAM、RRAM等下一代存儲(chǔ)器與DRAM相比，具有非易失性（不需加電后重新載人數(shù)據(jù)），以及更好的抗噪性能;與NAND閃存相比，又具有寫(xiě)入速度更快、數(shù)據(jù)復(fù)寫(xiě)次數(shù)更高等優(yōu)勢(shì)。在DRAM和NAND Flash面臨技術(shù)發(fā)展瓶頸的情況下，發(fā)展下一代存儲(chǔ)器受到業(yè)界的普遍重視。為了搶占這一領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，全球各大公司均投入大量人力和資源，持續(xù)開(kāi)展前沿技術(shù)研發(fā)。然而，由于下一代存儲(chǔ)器尚未規(guī)模化與標(biāo)準(zhǔn)化，因此成本較高，所以目前下一代存儲(chǔ)器大多停留在少數(shù)特殊應(yīng)用領(lǐng)域，量少價(jià)高，尚難大規(guī)模普及成為市場(chǎng)的主流。

不過(guò)，近日集邦咨詢發(fā)布報(bào)告認(rèn)為，下一代存儲(chǔ)器有望于2020年打人市場(chǎng)。因?yàn)閺氖袌?chǎng)面來(lái)看，當(dāng)前的DRAM與NAND處于供過(guò)于求的狀態(tài)，使得現(xiàn)有存儲(chǔ)器價(jià)格維持在低點(diǎn)，這自然會(huì)導(dǎo)致用戶采用新型存儲(chǔ)器的意愿降低，不利于下一代存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)入和占領(lǐng)市場(chǎng)。集邦咨詢預(yù)測(cè)，隨著超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的成長(zhǎng)，將帶動(dòng)存儲(chǔ)器需求增加，DRAM與NAND的價(jià)格有望在2020年止跌反彈。這將增加用戶采用新型存儲(chǔ)器的意愿，2020年也就有望成為下一代存儲(chǔ)器切入市場(chǎng)一個(gè)良好的切入點(diǎn)。

對(duì)此，集邦咨詢資深協(xié)理吳雅婷表示，市場(chǎng)在未來(lái)的幾年間，在特殊領(lǐng)域用戶將逐漸增加對(duì)于下一代代存儲(chǔ)器的考量與運(yùn)用，下一代存儲(chǔ)器有望成為現(xiàn)有存儲(chǔ)解決方案的男一個(gè)新選項(xiàng)，下一代存儲(chǔ)技術(shù)解決方案有機(jī)會(huì)打人市場(chǎng)。全球三大企業(yè)大舉投入研發(fā)

目前英特爾、美光、三星與臺(tái)積電等半導(dǎo)體大廠皆已大舉投入下一代存儲(chǔ)器（3D Xpoint、eMRAM和eRRAM）的開(kāi)發(fā)。

市場(chǎng)價(jià)格的漲跌只是下一代存儲(chǔ)器快速發(fā)展的誘因之一，更主要的原因在于存儲(chǔ)大廠對(duì)其的支持與開(kāi)發(fā)。目前英特爾、美光、三星與臺(tái)積電等半導(dǎo)體大廠皆已大舉投入下一代存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)。

早在2006年，英特爾即與美光聯(lián)合成立了IM Flash Technolo-gies公司，共同生產(chǎn)NAND閃存。該廠同時(shí)也在開(kāi)發(fā)下一代存儲(chǔ)器3D Xpomt，即目前英特爾重點(diǎn)推廣的傲騰存儲(chǔ)器。英特爾在其云計(jì)算解決方案中，將3D Xpoint和3D NAND整合在單一模塊當(dāng)中，作為HDD硬盤、3D NAND與DRAM內(nèi)存之間的一個(gè)新的層級(jí)。由于傲騰硬盤的容量是DDR4內(nèi)存的10倍，斷電也不丟失數(shù)據(jù)，將增加存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能。英特爾中國(guó)研究院院長(zhǎng)宋繼強(qiáng)告訴記者：“將DRAM、NAND Flash和傲騰技術(shù)相結(jié)合，在緩存和DRAM存儲(chǔ)之間插入第三層，填補(bǔ)內(nèi)存層級(jí)上的空白，使存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)間的過(guò)渡更加平滑，對(duì)于提高系統(tǒng)性能非常有利。”

三星雖然是全球最大的DRAM和NAND Flash廠商，但是對(duì)下一代存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)同樣非常積極。年初之時(shí)，三星便宣布已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)首款可商用的eM-RAM產(chǎn)品。eMRAM采用基于ED-SOI的28nm工藝，在韓國(guó)器興廠區(qū)率先進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。三星計(jì)劃年內(nèi)開(kāi)始生產(chǎn)1千兆的eMRAM測(cè)試芯片。

三星代工市場(chǎng)副總裁RyanLee表示：“在克服新材料的復(fù)雜挑戰(zhàn)后，我們推出了嵌入式非易失性存儲(chǔ)器eMRAM技術(shù)，并通過(guò)eM-RAM與現(xiàn)有成熟的邏輯技術(shù)相結(jié)合，三星晶圓代工繼續(xù)擴(kuò)大新興的非易失存儲(chǔ)器工藝產(chǎn)品組合，以滿足客戶和市場(chǎng)需求。”

臺(tái)積電同樣重視下一代存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)。2017年臺(tái)積電技術(shù)長(zhǎng)孫元成首次透露，臺(tái)積電已開(kāi)始研發(fā)eMRAM和eRRAM，采用22nm制程。這是臺(tái)積電應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)設(shè)備、高速運(yùn)算電腦和智能汽車等領(lǐng)域所提供效能更快速和耗電更低的新存儲(chǔ)器。臺(tái)積電共同執(zhí)行長(zhǎng)劉德音日前在接受媒體采訪時(shí)表示，臺(tái)積電不排除收購(gòu)一家存儲(chǔ)器芯片公司，再次表達(dá)了對(duì)下一代存儲(chǔ)技術(shù)的興趣。

中國(guó)大陸亦應(yīng)提前布局

在新型存儲(chǔ)時(shí)代，如何基于國(guó)內(nèi)已有技術(shù)和人才，合理進(jìn)行專利戰(zhàn)略謀劃與布局，逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)是目前亟待解決的問(wèn)題。

全球三大半導(dǎo)體廠商同時(shí)關(guān)注下一代存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)，表明了下一代存儲(chǔ)器規(guī)模化發(fā)展的時(shí)期正在逐漸臨近。中國(guó)大陸在發(fā)展存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的道路上已經(jīng)邁出第一步。2016年紫光集團(tuán)與國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司共同出資成立長(zhǎng)江存儲(chǔ)，重點(diǎn)發(fā)展3D NAND閃存技術(shù)。合肥長(zhǎng)鑫公司于2016年宣布在合肥重點(diǎn)生產(chǎn)DRAM存儲(chǔ)器。

中科院微電子所研究員霍宗亮指出，除了主流閃存技術(shù)的研發(fā)外，中國(guó)企業(yè)還需積極開(kāi)展新型結(jié)構(gòu)、材料、工藝集成的前瞻性研究，在下一代技術(shù)中擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為我國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展提供技術(shù)支撐。

同時(shí)，有專家也指出，大陸目前在新型存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)投入較少，主要是科研院所進(jìn)行研究，企業(yè)介入程度較低，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程滯后;同時(shí)，新型存儲(chǔ)器類型多，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程各不相同，產(chǎn)業(yè)路徑和模式還不明確。如何基于大陸已有的技術(shù)和人才資源，合理進(jìn)行專利戰(zhàn)略謀劃與布局，在新型存儲(chǔ)時(shí)代逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展是目前亟待解決的問(wèn)題。