巨頭大舉投入研發(fā) 下一代存儲技術(shù)何時實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展？

眼下的存儲市場正處于多種技術(shù)路線并行迭代的關(guān)鍵時期。

一方面，應(yīng)用極為廣泛的DRAM和NAND Flash，是目前存儲市場上當(dāng)之無愧的主流產(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(磁阻式隨機存取存儲器)、RRAM(可變電阻式存儲器)等下一代存儲技術(shù)加快開發(fā)并且進入市場應(yīng)用，但尚未實現(xiàn)規(guī)?；c標(biāo)準化，成本過高成為其入市的主要阻礙。下一代存儲器何時方能實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展成為業(yè)界關(guān)注的焦點之一。

2020年是市場機會點?

3D XPoint、MRAM、RRAM等下一代存儲器與DRAM相比，具有非易失性(不需加電后重新載入數(shù)據(jù))，以及更好的抗噪性能，與NAND閃存相比又具有寫入速度更快、數(shù)據(jù)復(fù)寫次數(shù)更高等優(yōu)勢，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，全球各大公司均投入大量人力和資源，持續(xù)開展前沿技術(shù)研發(fā)。然而，由于下一代存儲器尚未規(guī)?；c標(biāo)準化，因此成本較高，所以目前下一代存儲器大多停留在少數(shù)特殊應(yīng)用領(lǐng)域，量少價高，尚難大規(guī)模普及成為市場的主流。

近日集邦咨詢發(fā)布報告認為，下一代存儲器有望于2020年打入市場。因為從市場面來看，盡管當(dāng)前的DRAM與NAND處于供過于求的狀態(tài)，使得現(xiàn)有存儲器價格維持在低點，這自然會導(dǎo)致用戶采用新型存儲器的意愿降低，不利于下一代存儲技術(shù)進入和占領(lǐng)市場。

但集邦咨詢預(yù)測，隨著超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的成長，將帶動存儲器需求增加，DRAM與NAND的價格有望在2020年止跌反彈。這將增加用戶采用新型存儲器的意愿，2020年也就有望成為下一代存儲器切入市場一個良好的切入點。

對此，集邦咨詢資深協(xié)理吳雅婷表示，市場在未來的幾年間，在特殊領(lǐng)域用戶將逐漸增加對于下一代代存儲器的考量與運用，下一代存儲器有望成為現(xiàn)有存儲解決方案的另一個新選項。下一代存儲技術(shù)解決方案有機會打入市場。

三巨頭大舉投入研發(fā)

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

早在2006年英特爾即與美光聯(lián)合成立了IM Flash Technologies公司，共同生產(chǎn)NAND閃存。該廠同時也在開發(fā)下一代存儲器3D Xpoint，即目前英特爾重點推廣的傲騰存儲器。

英特爾在其云計算解決方案中將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)存之間的一個新的層級。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)，將增加存儲系統(tǒng)的整體性能。

英特爾中國研究院院長宋繼強告訴記者：“將DRAM、NAND Flash和傲騰技術(shù)相結(jié)合，在緩存和DRAM存儲之間插入第三層，填補內(nèi)存層級上的空白，使存儲結(jié)構(gòu)間的過渡更加平滑，對于提高系統(tǒng)性能非常有利。”

三星雖然是全球最大的DRAM和NAND Flash廠商，但是對下一代存儲器的開發(fā)同樣非常積極。年初之時，三星便宣布已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn)首款可商用的eMRAM產(chǎn)品。eMRAM采用基于FD-SOI的28nm工藝，在韓國器興廠區(qū)率先進入大規(guī)模生產(chǎn)。三星計劃年內(nèi)開始生產(chǎn)1千兆的eMRAM測試芯片。

三星代工市場副總裁Ryan Lee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器eMRAM技術(shù)，并通過eMRAM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)擴大新興的非易失存儲器工藝產(chǎn)品組合，以滿足客戶和市場需求?！?/p>

臺積電同樣重視下一代存儲器的開發(fā)。2017年臺積電技術(shù)長孫元成首次透露，臺積電已開始研發(fā)eMRAM和eRRAM，采用22nm制程。這是臺積電應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)、移動設(shè)備、高速運算電腦和智能汽車等四領(lǐng)域所提供效能更快速和耗電更低的新存儲器。

臺積電共同執(zhí)行長劉德音日前在接受媒體采訪時表示，臺積電不排除收購一家存儲器芯片公司，再次表達了對下一代存儲技術(shù)的興趣。

中國大陸亦應(yīng)提前布局

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

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，中國企業(yè)還需積極開展新型結(jié)構(gòu)、材料、工藝集成的前瞻性研究，在下一代技術(shù)中擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，為我國存儲器產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展提供技術(shù)支撐。

同時，有專家也指出，我國目前在新型存儲產(chǎn)業(yè)投入較少，主要是科研院所進行研究，企業(yè)介入程度較低，產(chǎn)業(yè)化進程滯后；同時，新型存儲器類型多，產(chǎn)業(yè)化進程各不相同，產(chǎn)業(yè)路徑和模式還不明確。如何基于國內(nèi)已有的技術(shù)和人才資源，合理進行專利戰(zhàn)略謀劃與布局，在新型存儲時代逐步實現(xiàn)我國存儲產(chǎn)業(yè)的自主可控是目前亟待解決的問題。