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現階段主流存儲器

生活 更新时间:2024-12-25 15:24:47


近年來,DRAM、NAND Flash、Nor Flash已發展成為全球主流存儲器,但随着這些傳統存儲器微縮制程已逼近極限,加上存儲技術發展進步以及終端需求的變化,新型存儲器亦越來越受到市場關注,有的新型存儲器正在迅速發展壯大,市場成長速度喜人。

今年5月,集邦咨詢旗下半導體研究中心(DRAMeXchange)報告指出,不論是DRAM或NAND Flash,現有的存儲器解決方案都面臨着制程持續微縮的物理極限,這意味着要持續提升性能與降低成本都将更加困難。

DRAMeXchange認為,次世代存儲器(新型存儲器)與現有解決方案各有優劣,最關鍵的機會點仍是在于價格。展望未來,需求陸續回溫與價格彈性所帶動的庫存回補動能,可望帶動2020年的現有存儲器價格止跌反彈,讓次世代存儲器解決方案有機會打入市場。

目前英特爾、三星電子、美光等廠商皆已投入發展新型存儲器。那麼,目前市場上有哪些常見的新型存儲器呢?下面将來盤點一下——

PRAM

PRAM(相變存儲器),也有人稱PCM(Phase Change Memory),據悉該存儲器技術是一種三明治結構,中間是相變層(和光盤材料一樣,GST),這種材料的一個特性是會在晶化(低阻态)和非晶化(高阻态)之間轉變,即利用這個高低阻态的變化來實現存儲。與傳統存儲技術相比,PRAM擁有讀寫速度快、耐用性強、非揮發性等,讀取速度和寫入次數均優于領先于NAND Flash。

據了解,英特爾和三星電子于2006年生産了第一款商用PRAM芯片。2015年,英特爾與美光聯合推出3D XPoint技術,業界認為該技術基于PRAM并将其歸類于PRAM,該技術同時具備DRAM和NAND的特性,承諾提供類似RAM的動态速度,價格點在DRAM和NAND之間。

英特爾官方介紹稱,3D XPoint的讀寫速度是NAND Flash的1000倍,且使用壽命更長。

MRAM

MRAM(磁性存儲器)是一種非易失性存儲器。據悉,MRAM技術速度接近靜态随機存儲的高速讀取寫入能力,具有閃存的非易失性,容量密度及使用壽命不輸DRAM,但平均能耗遠低于DRAM,且基本上可無限次地重複寫入。

MRAM曾獲得多家産業巨頭的青睐,摩托羅拉的半導體部門、IBM、英飛淩、賽普拉斯、瑞薩、三星電子、SK海力士、美光等均曾陸續投入研發MRAM的行列。

目前,國際上有多個國家和地區的政府及公司巨資投入開發MRAM産品,包括IBM、WD、東芝、三星電子、TDK、Seagate、Headway等。其中,IBM、Eversipin、三星電子為主要代表企業,從飛思卡爾獨立出來的Everspin據稱為全球第一家大批量提供商用MRAM産品的企業,GlobalFoundries、台積電、聯電等晶圓代工廠商亦逐步投入嵌入式MRAM生産。

目前,MRAM技術已在向第二代發展,主流研究在于TAS-MRAM和STT-MRAM,STT-MRAM被視為是可以挑戰DRAM和SRAM的高性能存儲器,Everspin、三星電子、IBM、Grandis等企業均已涉足。

FRAM

FRAM(鐵電存儲器)學術名為FeRAM,業界一般稱其為FRAM,是一種非易失性存儲器。采用鐵電材料(PZT等)的鐵電性和鐵電效應來進行非易失性數據存儲的存儲器。FRAM具有ROM(隻讀存儲器)和RAM(随機存取器)的特點,在高速讀寫入、高讀寫耐久性、低功耗和防竄改方面具有優勢。

據了解,FRAM技術早于1921年被提出,1993年美國Ramtron公司成功開發出第一個4K位的鐵電存儲器FRAM産品,FRAM存儲器逐漸開始商業化,主要供應商包括Ramtrom、TI、富士通等。富士通曾為Ramtrom進行單體存儲器的量産晶圓代工,2020年雙方終止合作,富士通開始獨自開發FRAM并竭力推廣。

ReRAM

ReRAM(阻變存儲器)是一種非易失性存儲器,通過向金屬氧化物薄膜施加脈沖電壓,産生大的電阻差值來存儲“0”和“1”。?其結構非常簡單,兩側電極将金屬氧化物包夾于中間,簡化了制造工藝,同時可實現低功耗和高速重寫等性能,比較适合可穿戴設備和小型醫療設備市場。

目前富士通、松下、Crossbar、東芝、Elpida、索尼、美光、SK海力士等廠商均在開展ReRAM的研究和生産工作。

NRAM

NRAM(碳納米管存儲器)是基于碳納米管的非易失性存儲器,該技術由美國公司Nantero開發,并授權于富士通為NRAM的首個商業合作夥伴,富士通從Nantero購買了IP,取得了NRAM的設計、生産和銷售許可。

據介紹,NRAM規格類似或接近于FRAM,存儲密度遠高于FRAM,讀寫速度接近于DRAM,比NAND Flash快100倍,擁有多于Flash 1000倍以上的讀寫次數,存儲信息能保持更長久,待機模式的功耗接近于零,未來生産工藝技術将低于5nm。

小結:

目前,從市場份額上看,傳統存儲器仍占據着絕大部分市場,但随着5G時代到來,帶動物聯網、人工智能、智慧城市等應用市場發展并向存儲器提出多樣化需求,加上傳統存儲器市場價格變化等因素,新型存儲器将在市場發揮越來越重要的作用。

11月27日,由集邦咨詢旗下DRAMeXchange主辦的“2020存儲産業趨勢峰會”即将在深圳舉辦。提前了解2020年存儲市場産能、價格以及趨勢變化,歡迎報名參會。

現階段主流存儲器(這幾種新型存儲器有何優勢)1

封面圖片來源:拍信網

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