隨著移動(dòng)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起，對(duì)于節(jié)能的資料儲(chǔ)存與存儲(chǔ)器技術(shù)需求日益增加。目前的存儲(chǔ)器技術(shù)以DRAM與NAND快閃存儲(chǔ)器為主流，但DRAM的讀寫(xiě)速度快無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存資料；NAND Flash能保存資料，但讀寫(xiě)速度不佳。
同時(shí)兼具運(yùn)算、儲(chǔ)存能力的下世代存儲(chǔ)器，如磁阻式存儲(chǔ)器(MRAM)、電阻式存儲(chǔ)器(RRAM)、3D XPoint技術(shù)與高潛力的自旋電子磁性存儲(chǔ)器(STT-MRAM)等，就成為下世代存儲(chǔ)器技術(shù)的新寵兒。
MRAM的技術(shù)在學(xué)理上存取速度將超越DRAM達(dá)到接近SRAM，且斷電后資料不流失，早期由Everspin公司開(kāi)發(fā)，被視為下世代存儲(chǔ)器技術(shù)的重要的競(jìng)爭(zhēng)者。2017年是MRAM技術(shù)爆發(fā)的一年，當(dāng)年在日本舉辦的大型集成電路技術(shù)、系統(tǒng)和應(yīng)用國(guó)際研討會(huì)，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(zhǎng)達(dá)十?dāng)?shù)年的22納米制程的制程技術(shù)，預(yù)計(jì)2017年底、2018年投產(chǎn)。
而曾經(jīng)投入存儲(chǔ)器研發(fā)生產(chǎn)，但卻不敵成本高昂而退出存儲(chǔ)器市場(chǎng)的臺(tái)積電，在2017年臺(tái)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(chǔ)器(eMRAM)的生產(chǎn)技術(shù)，預(yù)定2018年試產(chǎn)。
RRAM其優(yōu)點(diǎn)是消耗電力較NAND低，且寫(xiě)入資訊速度比NAND快閃存儲(chǔ)器快1萬(wàn)倍，主要投入研究的廠商有美光、Sony、三星。
臺(tái)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(lái)表示0和1，原理類似RRAM。為儲(chǔ)存裝置的良好的替代品，具有比NAND快閃存儲(chǔ)器快了近1,000倍，也可用于運(yùn)算速度要求低的計(jì)算應(yīng)用。
STT-MRAM是運(yùn)用量子力學(xué)的電子自旋角動(dòng)量的技術(shù)應(yīng)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(shí)現(xiàn)10奈秒的傳輸速度和超省電架構(gòu)。
盡管下世代存儲(chǔ)器未來(lái)有望取代部分DRAM與NAND快閃存儲(chǔ)器的市場(chǎng)，甚至取代舊有技術(shù)。但是筆者認(rèn)為，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與更多的資料收集與傳感需求，下世代的存儲(chǔ)器技術(shù)首先將著眼于以新應(yīng)用的需求為主，如臺(tái)積電鎖定的嵌入式存儲(chǔ)器，并充分發(fā)揮運(yùn)算與儲(chǔ)存二合一的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步微縮大小，達(dá)到元件更高的市場(chǎng)滲透率。
但是若從廠商動(dòng)態(tài)來(lái)看，22納米的eMRAM技術(shù)將于2018年年后逐漸成熟，并開(kāi)始有大量的市場(chǎng)應(yīng)用。
轉(zhuǎn)載自：全球半導(dǎo)體觀察
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