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2019年06月17日 | 下一代存储技术何时实现规模化发展
2019-06-17 来源：中国电子报
眼下的存储市场正处于多种技术路线并行迭代的关键时期。一方面，应用极为广泛的DRAM和NAND Flash，是目前存储市场上当之无愧的主流产品，但都面临制程持续微缩的物理极限挑战，未来持续提升性能与降低成本变得更加困难。另一方面，3D XPoint、MRAM(磁阻式随机存取存储器)、RRAM(可变电阻式存储器)等下一代存储技术加快开发并且进入市场应用，但尚未实现规模化与标准化，成本过高成为其入市的主要阻碍。下一代存储器何时方能实现规模化发展成为业界关注的焦点之一。
2020年是市场机会点?
3D XPoint、MRAM、RRAM等下一代存储器与DRAM相比，具有非易失性(不需加电后重新载入数据)，以及更好的抗噪性能，与NAND闪存相比又具有写入速度更快、数据复写次数更高等优势，在DRAM和NAND Flash面临技术发展瓶颈的情况下，发展下一代存储器受到业界的普遍重视。为了抢占这一领域的技术优势，全球各大公司均投入大量人力和资源，持续开展前沿技术研发。然而，由于下一代存储器尚未规模化与标准化，因此成本较高，所以目前下一代存储器大多停留在少数特殊应用领域，量少价高，尚难大规模普及成为市场的主流。
近日集邦咨询发布报告认为，下一代存储器有望于2020年打入市场。因为从市场面来看，当前的DRAM与NAND处于供过于求的状态，使得现有存储器价格维持在低点，这自然会导致用户采用新型存储器的意愿降低，不利于下一代存储技术进入和占领市场。但集邦咨询预测，随着超大规模数据中心的成长，将带动存储器需求增加，DRAM与NAND的价格有望在2020年止跌反弹。这将增加用户采用新型存储器的意愿，2020年也就有望成为下一代存储器切入市场一个良好的切入点。
对此，集邦咨询资深协理吴雅婷表示，市场在未来的几年间，在特殊领域用户将逐渐增加对于下一代代存储器的考量与运用，下一代存储器有望成为现有存储解决方案的另一个新选项。下一代存储技术解决方案有机会打入市场。
三巨头大举投入研发
市场价格的涨跌只是下一代存储器快速发展的诱因之一，更主要的原因在于存储大厂对其的支持与开发。目前英特尔、美光、三星与台积电等半导体大厂皆已大举投入下一代存储器的开发。
早在2006年英特尔即与美光联合成立了IM Flash Technologies公司，共同生产NAND闪存。该厂同时也在开发下一代存储器3D Xpoint，即目前英特尔重点推广的傲腾存储器。英特尔在其云计算解决方案中，将3D Xpoint和3D NAND整合在单一模块当中，作为HDD硬盘、3D NAND与DRAM内存之间的一个新的层级。由于傲腾硬盘的容量是DDR4内存的10倍，断电也不丢失数据，将增加存储系统的整体性能。英特尔中国研究院院长宋继强告诉记者：“将DRAM、NAND Flash和傲腾技术相结合，在缓存和DRAM存储之间插入第三层，填补内存层级上的空白，使存储结构间的过渡更加平滑，对于提高系统性能非常有利。”
三星虽然是全球最大的DRAM和NAND Flash厂商，但是对下一代存储器的开发同样非常积极。年初之时，三星便宣布已经开始大规模生产首款可商用的eMRAM产品。eMRAM采用基于FD-SOI的28nm工艺，在韩国器兴厂区率先进入大规模生产。三星计划年内开始生产1千兆的eMRAM测试芯片。
三星代工市场副总裁Ryan Lee表示：“在克服新材料的复杂挑战后，我们推出了嵌入式非易失性存储器eMRAM技术，并通过eMRAM与现有成熟的逻辑技术相结合，三星晶圆代工继续扩大新兴的非易失存储器工艺产品组合，以满足客户和市场需求。”
台积电同样重视下一代存储器的开发。2017年台积电技术长孙元成首次透露，台积电已开始研发eMRAM和eRRAM，采用22nm制程。这是台积电应对物联网、移动设备、高速运算电脑和智能汽车等四领域所提供效能更快速和耗电更低的新存储器。台积电共同执行长刘德音日前在接受媒体采访时表示，台积电不排除收购一家存储器芯片公司，再次表达了对下一代存储技术的兴趣。
中国大陆亦应提前布局
全球三大半导体厂商同时关注下一代存储器的开发，表明了下一代存储器规模化发展的时期正在逐渐临近。中国大陆在发展存储器产业的道路上已经迈出第一步。2016年紫光集团与国家集成电路产业投资基金股份有限公司共同出资成立长江存储，重点发展3DNAND闪存技术。合肥长鑫公司于2016年宣布在合肥，重点生产DRAM存储器。
中科院微电子所研究员霍宗亮指出，除了主流闪存技术的研发外，中国企业还需积极开展新型结构、材料、工艺集成的前瞻性研究，在下一代技术中拥有自主知识产权，为我国存储器产业的长期发展提供技术支撑。
同时，有专家也指出，我国目前在新型存储产业投入较少，主要是科研院所进行研究，企业介入程度较低，产业化进程滞后;同时，新型存储器类型多，产业化进程各不相同，产业路径和模式还不明确。如何基于国内已有的技术和人才资源，合理进行专利战略谋划与布局，在新型存储时代逐步实现我国存储产业的自主可控是目前亟待解决的问题。
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