隨著移動設備、物聯(lián)網(wǎng)應用的興起，對于節(jié)能的資料儲存與存儲器技術(shù)需求日益增加。目前的存儲器技術(shù)以DRAM與NAND快閃存儲器為主流，但DRAM的讀寫速度快無法長時間儲存資料；NAND Flash能保存資料，但讀寫速度不佳。
同時兼具運算、儲存能力的下世代存儲器，如磁阻式存儲器(MRAM)、電阻式存儲器(RRAM)、3D XPoint技術(shù)與高潛力的自旋電子磁性存儲器(STT-MRAM)等，就成為下世代存儲器技術(shù)的新寵兒。
MRAM的技術(shù)在學理上存取速度將超越DRAM達到接近SRAM，且斷電后資料不流失，早期由Everspin公司開發(fā)，被視為下世代存儲器技術(shù)的重要的競爭者。2017年是MRAM技術(shù)爆發(fā)的一年，當年在日本舉辦的大型集成電路技術(shù)、系統(tǒng)和應用國際研討會，格羅方德與 Everspin公司共同發(fā)布有抗熱消磁eMRAN技術(shù)，具能夠讓資料在攝氏150度下保存資料，可長達十數(shù)年的22納米制程的制程技術(shù)，預計2017年底、2018年投產(chǎn)。
而曾經(jīng)投入存儲器研發(fā)生產(chǎn)，但卻不敵成本高昂而退出存儲器市場的臺積電，在2017年臺積電技術(shù)論壇中，揭露已具備22納米制程嵌入式磁阻式存儲器(eMRAM)的生產(chǎn)技術(shù)，預定2018年試產(chǎn)。
RRAM其優(yōu)點是消耗電力較NAND低，且寫入資訊速度比NAND快閃存儲器快1萬倍，主要投入研究的廠商有美光、Sony、三星。
臺積電也已宣布具備生產(chǎn)22納米eRRAM技術(shù)。3D XPoint技術(shù)的主要廠商為英特爾與美光，采用多層線路構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)，并采用柵狀電線電阻來表示0和1，原理類似RRAM。為儲存裝置的良好的替代品，具有比NAND快閃存儲器快了近1,000倍，也可用于運算速度要求低的計算應用。
STT-MRAM是運用量子力學的電子自旋角動量的技術(shù)應用，具有DRAM和SRAM的高性能且低功耗，并相容現(xiàn)有的CMOS制造技術(shù)與制程。目前主要投入廠商有IBM與三星、SK海力士和東芝，其中IBM和三星在IEEE發(fā)布研究論文表示，已成功實現(xiàn)10奈秒的傳輸速度和超省電架構(gòu)。
盡管下世代存儲器未來有望取代部分DRAM與NAND快閃存儲器的市場，甚至取代舊有技術(shù)。但是筆者認為，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)設備與更多的資料收集與傳感需求，下世代的存儲器技術(shù)首先將著眼于以新應用的需求為主，如臺積電鎖定的嵌入式存儲器，并充分發(fā)揮運算與儲存二合一的優(yōu)勢，進一步微縮大小，達到元件更高的市場滲透率。
但是若從廠商動態(tài)來看，22納米的eMRAM技術(shù)將于2018年年后逐漸成熟，并開始有大量的市場應用。
轉(zhuǎn)載自：全球半導體觀察
川公網(wǎng)安備 51010702001250號