新興記憶體技術已經出現幾十年了,但根據Objective Analysis和Coughlin Associates發表的最新年度報告《Emerging Memories Ramp Up》顯示,新興記憶體技術如今已經發展到一個在更多應用中表現更重要的關鍵期了。

該報告指出,隨著新興記憶體市場逐步取代當今效率較低的記憶體技術 —— 如NOR 快閃記憶體(flash)和SRAM,甚至取代DRAM等記憶體的銷售比重,預計在2029年,這些新興記憶體市場可望創造200億美元的合併收入。另一方面,由於未來的製程微縮和規模經濟提升將促使價格降低,並開始將新興記憶體作為獨立晶片以及嵌入於ASIC、微控制器(MCU)以及甚至運算處理器中,從而使其變得比現有的記憶體技術更具競爭力。

值得關注的三種關鍵新興記憶體包括PCRAM、MRAM和ReRAM;可望作為NOR flash和SRAM的替代技術。(來源:Coughlin Associates)

不過,Objective Analysis首席分析師Jim Handy指出,200億美元這一數字雖然聽起來令人印象深刻,但重點在於它囊括了所有的新興記憶體市場,包括以英特爾(Intel) Optane為主要形式的MRAM和PCRAM產品。他在與Coughlin Associates創辦人Thomas Coughlin的聯合電話簡報中說:「去年,DRAM達到了生命週期中可能出現的最高水平,但僅不到1,000億美元。」

該報告指出,3D XPoint——基於英特爾Optane形式的PCRAM,由於價格低於DRAM,可望在2029年前成長至160億美元的市場規模。同時,獨立型MRAM和STT-RAM的收入將接近40億美元,或超過2018年MRAM收入的170倍。ReRAM和MRAM預計將競相取代SoC中的大部份嵌入式NOR和SRAM,並進一步推動收入增加。

新興的記憶體涵蓋廣泛的技術,但Coughlin指出,值得觀察的重點在於MRAM、PCRAM和ReRAM。他補充說,獨立型MRAM元件已經出現一段時間了,但業界一直存在許多關於代工廠使用專用晶片製造ASIC以及使用非揮發性方案取代揮發性記憶體的討論。因此,「該技術很快將成為最重要的推動力之一。」

Handy表示,NOR flash無法微縮到超過28奈米(nm),也使得業界的關注重點轉移到其他替代技術。「在過去,在嵌入式應用(如MCU或ASIC)中採用新興記憶體的唯一原因,是因為你需要一些技術特性,但這總免不了增加成本。」因此,新興記憶體可望取代NOR flash (必須使用較小製程節點)的前景,引發人們的高度興趣。

在Objective Analysis提出的記憶體階層結構中,ReRAM等新興記憶體技術正尋求填補DRAM和NAND之間的空間。

Coughlin表示,整體而言,新興記憶體的經濟效益也在不斷地提升中,因為代工廠並不一定要增加另一個後段製程,而是將其作為現有CMOS處理的一部份,即可隨著產量增加而降低製造成本。他表示如今正是「MRAM的黃金時代」,因為代工廠正在設法使其內建於嵌入式晶片中,加上基於英特爾Optane的PCRAM支持下,它更有機會證明其可在市場放量。同時,ReRAM在人工智慧(AI)和機器學習應用方面備受關注。甚至混合方案中也採用了FRAM,使其有機會在競爭某些應用中以黑馬之姿脫穎而山。

然而,Handy認為現在說誰將勝出還為時過早,儘管新興記憶體技術的未來前景光明,但他們仍然很難打入一些根深蒂固的技術市場。「即使經濟效益有所提升,新興記憶體也很難顛覆現有市場的主導地位。如果你無法在成本方面勝出,那麼無論你比這些根深蒂固的技術擁有再多的技術優勢,也並不代表什麼。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Are Emerging Memories Finally Emerging?,by Gary Hilson)