Перспективные типы схем памяти выходят на рынок

Перспективные типы схем памяти выходят на рынок

Выпуск 15(6689) от 01 августа 2019 г.
РУБРИКА: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

С первых шагов разработки новых типов схем памяти, которые должны заменить ныне существующие, к ним предъявлялись два требования: быстродействие СОЗУ и энергонезависимость флэш-памяти. В принципе, схемы MRAM и PCRAM уже присутствуют на рынке (в частности, в рамках семейства Optane корпорации Intel). Однако, как ожидается, быстрое увеличение объемов их продаж произойдет в период до 2029 г.

Новые типы схем памяти появлялись на протяжении десятилетий. Однако данные недавно опубликованного отчета исследовательской организации Ob­jective Analysis and Coughlin Associates демонстрируют, что критическая точка в этой области достигнута и перспективные технологии памяти расширили свой потенциал применения на большее, чем когда-либо ранее, число областей.

Как ожидается, емкость рынка перспективных схем памяти в 2029 г. может достичь 20 млрд долл. – в основном за счет менее эффективных технологий, присутствующих в настоящее время на рынке, – флэш-памяти NOR-типа и СОЗУ. В некоторых применениях начнется вытеснение ДОЗУ. Перспективные типы схем памяти окажутся более конкурентоспособными по сравнению с существующими, поскольку масштабирование продолжается, и будущие технологические процессы будут отличаться меньшими топологическими нормами. Кроме того, бóльшая экономия от масштаба приведет к снижению цен, что позволит использовать эти схемы памяти и как автономные приборы, и как кристаллы, встраиваемые в специализированные ИС (ASIC), микроконтроллеры и даже вычислительные процессоры. Отмечается, что все перспективные типы памяти являются энергонезависимыми (см. рисунок).



Источник: Coughlin Associates

Структура технологий памяти


Хотя цифра в 20 млрд долл. звучит впечатляюще, необходимо отметить, что это объем продаж всех типов перспективных схем памяти. При этом доминирующие типы магниторезистивной памяти (MRAM) и ОЗУ на эффекте изменения фазового состояния (PCRAM) представлены в основном схемами семейства Optane (включая 3D XPoint) корпорации Intel. Также надо отметить, что продажи ДОЗУ в 2018 г. достигли самого высокого уровня за их историю – немногим более 100 млрд долл.

В целом, как ожидается, продажи схем семейств Optane в 2029 г. достигнут 16 млрд долл., благодаря тому, что цены на них ниже цен на ДОЗУ. Доходы от продаж автономных MRAM и STT-RAM достигнут 4 млрд долл., что в 170 раз больше, чем продажи MRAM в 2018 г. Наряду с этим резистивные ОЗУ (ReRAM) и MRAM будут конкурировать с флэш-памятью NOR-типа и СОЗУ, пытаясь заменить бóльшую часть последних в качестве встраиваемых блоков «систем-на-кристалле». Это будет способствовать росту доходов от продаж ReRAM и MRAM.

Перспективные типы памяти охватывают широкий спектр технологий, но ключевые среди них – MRAM, PCRAM и ReRAM. В секторе MRAM проявляется тенденция ускоренного развития встраиваемых MRAM по сравнению с автономными приборами. Основные кремниевые заводы разрабатывают технологии изготовления ASIC, в которых блоки энергозависимой памяти будут заменены блоками энергонезависимой памяти, и первый кандидат на использование в таких блоках – MRAM. Реализация данной тенденции станет одним из существенных факторов роста продаж MRAM.

Невозможность масштабирования флэш-памяти NOR-типа также подталкивает производителей переключаться на альтернативные варианты. Ранее использование встраиваемой памяти в микроконтроллерах и ASIC, обусловленное различными потребностями, ограничивалось из-за не всегда приемлемого увеличения стоимости. Перспектива замены флэш-памяти NOR-типа приборами с меньшими топологическими нормами вызывает интерес производителей.

В целом экономические параметры перспективных типов памяти также благоприятны. У кремниевых заводов не возникает необходимости добавлять еще один процесс в завершающие этапы обработки – его просто сделают частью существующего КМОП-процесса. Это позволит снизить издержки производства – по мере увеличения объемов выпуска и выхода годных. По всей видимости, период до 2029 г. будет «золотым веком» MRAM, так как кремниевые заводы планируют использовать этот тип ЗУ в качестве встраиваемой памяти, благодаря чему спрос на них существенно вырастет. Поддержку PCRAM в основном будет обеспечивать спрос на схемы Optane корпорации Intel. Схемы ReRAM получат распространение в сфере искусственного интеллекта и машинного обучения. «В теме» останется и «темная лошадка» – ферроэлектрические ОЗУ (FRAM), также претендующие на широкое использование в ряде приложений.

Тем не менее победителя называть еще рано. Существующие схемы памяти занимают прочные позиции, с которых их будет трудно выбить. Если же перспективным схемам памяти не удастся добиться существенно лучших экономических показателей, их технологические преимущества будут мало чего стоить.


Hilson Gary. Are Emerging Memories Finally Emerging? EE Times, July 2, 2019: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334874


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ