觀點(diǎn)評(píng)論 | 新型存儲(chǔ)，看好誰(shuí)？

Coughlin Associates 和 Objective Analysis 發(fā)布了關(guān)于新興非易失性存儲(chǔ)器的 2024 年報(bào)告《深入研究新存儲(chǔ)器》。這些存儲(chǔ)器包括磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 MRAM；電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 ReRAM；鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 FRAM；以及相變存儲(chǔ)器 PCM。這些新興存儲(chǔ)器的未來(lái)取決于技術(shù)特性、現(xiàn)有大容量存儲(chǔ)器的發(fā)展以及發(fā)展規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

在這個(gè)市場(chǎng)中，規(guī)模經(jīng)濟(jì)占據(jù)主導(dǎo)地位。我們看到英特爾在 2022 年終止了其 Optane 3D XPoint 活動(dòng)，并且之前在 NAND 閃存上也看到了同樣的現(xiàn)象，其高產(chǎn)量使其成本低于 DRAM。該報(bào)告深入探討了規(guī)模經(jīng)濟(jì)的影響，并得出結(jié)論，NAND 閃存的成功和 Optane 的失敗都證明，晶圓體積必須接近競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)體積的 10% 才能達(dá)到成本平價(jià)。

新興存儲(chǔ)器的第一個(gè)廣泛用途是作為 CMOS 邏輯芯片上的嵌入式存儲(chǔ)器，取代 NOR 閃存，后者已達(dá)到 28nm 的縮放極限，如今經(jīng)常被 MRAM 和 ReRAM 取代。單晶體管 MRAM 單元現(xiàn)在正在與多晶體管靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 SRAM 競(jìng)爭(zhēng)，以大幅減少芯片上的存儲(chǔ)器晶體管數(shù)量，從而提供更低成本、更高密度的解決方案。目前，許多企業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)設(shè)備都使用 MRAM 作為嵌入式存儲(chǔ)器，這種趨勢(shì)將繼續(xù)下去。

MRAM 工藝已在傳統(tǒng) CMOS 邏輯工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)，可直接在 CMOS 邏輯晶圓上構(gòu)建，所需額外掩模步驟比傳統(tǒng)閃存少。與 SRAM 相比，使用非易失性新興存儲(chǔ)器可顯著節(jié)省功耗。隨著新興存儲(chǔ)器每 GB 成本（$/GB）接近 SRAM，這種替代將帶來(lái)顯著的市場(chǎng)擴(kuò)張。

基于這些規(guī)模經(jīng)濟(jì)的考慮，報(bào)告預(yù)測(cè)，新興存儲(chǔ)器基線總年出貨量將從 2023 年的 340 TB 增長(zhǎng)到 2034 年的 8.46 EB。新興存儲(chǔ)器基線總收入預(yù)計(jì)將從 2023 年的 4.21 億美元增長(zhǎng)到 2034 年的約 717 億美元。這一快速收入增長(zhǎng)的大部分將來(lái)自新興存儲(chǔ)器對(duì) SRAM、NOR 閃存和部分 DRAM 的取代。

新興的內(nèi)存需求應(yīng)會(huì)推動(dòng)制造這些設(shè)備所需的資本設(shè)備需求增加。本報(bào)告通過(guò)關(guān)注 MRAM 市場(chǎng)來(lái)模擬這一需求。雖然 MRAM 可以構(gòu)建在大型半導(dǎo)體制造商提供的標(biāo)準(zhǔn) CMOS 電路上，但 MRAM 層需要專門的制造設(shè)備。

這些附加設(shè)備與制造硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的磁讀取傳感器所用的設(shè)備類似或相同。其他新興的內(nèi)存技術(shù)將需要自己的附加設(shè)備，其中大部分與已經(jīng)廣泛使用的工具相同。

對(duì)新興內(nèi)存技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)，將使制造設(shè)備總收入在 2023 年增加約 5,340 萬(wàn)美元，到 2034 年將達(dá)到 4.34 億美元至 38 億美元之間，預(yù)計(jì)基線支出為 24 億美元。下圖顯示了基線生產(chǎn)設(shè)備年度支出預(yù)測(cè)。

新的非易失性存儲(chǔ)器報(bào)告預(yù)測(cè)，隨著非易失性存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)并取代 SRAM、NOR 閃存和部分 DRAM，基準(zhǔn)行業(yè)收入到 2034 年可能增至 717 億美元。