近期，美光、三星、SK海力士、英特爾等多數存儲廠商開(kāi)始看好(hǎo)明年市場複蘇前景，紛紛加大新技術工藝的推進(jìn)力度，希望在新一輪市場競争中占據有利地位。專家指出，随着雲計算、人工智能(néng)對(duì)數據運算能(néng)力提出越來越嚴苛的要求，DRAM與NAND的存儲能(néng)力正在成(chéng)爲瓶頸，開(kāi)發(fā)新一代存儲芯片將(jiāng)成(chéng)爲全球各大存儲廠商角力焦點。
市場：多數存儲廠商看好(hǎo)明年前景
在此情況下，美光、三星、SK海力士、英特爾等紛紛加大新技術工藝的推進(jìn)力度，試圖通過(guò)新舊世代的産品交替克服危機，并在新一輪市場競争中占據有利地位。
技術升級一向(xiàng)是存儲芯片公司間競争的主要策略。半導體專家莫大康指出，存儲芯片具有高度标準化的特性，且品種(zhǒng)單一，較難實現産品的差異化。這(zhè)導緻各廠商需要集中在工藝技術和生産規模上比拼競争力。因此，每當市場格局出現新舊轉換，廠商往往打出技術牌，以期通過(guò)新舊世代産品的改變，提高産品密度，降低制造成(chéng)本，取得競争優勢。
技術：3D堆疊vs工藝微縮
3D化是當前NAND閃存引領發(fā)展的主要趨勢，各NAND閃存大廠都(dōu)在3D 堆疊上加大研發(fā)力度，盡可能(néng)提升閃存的存儲密度。三星的第一代3D V-NAND隻有24層，第二代爲32層，随後(hòu)是48層……目前市場上的主流3D NAND産品爲64層。今年8月三星電子再次宣布實現第六代超過(guò)100層的3D NAND 閃存量産。
美光科技也于近期宣布流片128層的3D NAND，并有望于2020年生産商用化的3D NAND。在近日召開(kāi)的“Mircon Insight2019”技術大會上，美光科技執行副總裁兼首席商務官Sumit Sadana表示，128層3D NAND如果被廣泛使用，將(jiāng)大大降低産品每比特成(chéng)本。
SK海力士于年初宣布將(jiāng)投資大約1.22萬億韓元用于存儲芯片的開(kāi)發(fā)和生産。SK海力士目前的主流3D NAND閃存爲72層。SK海力士表示，下一代3D NAND堆疊層數將(jiāng)超過(guò)90層，再下一個階段爲128層，到了2021年會超過(guò)140層。
與NAND閃存不同，因爲DRAM比較難堆疊芯片層數，所以制造商大多隻能(néng)以減少電路間距的方式，提高性能(néng)效率。拉近電路距離的好(hǎo)處包含提高信号處理速度、降低工作電壓，以及增加每個矽片的DRAM産量。這(zhè)也是各大制造商展開(kāi)納米競争的緣由。
據報道(dào)，SK海力士在成(chéng)功開(kāi)發(fā)第二代10納米級工藝(1y nm)11個月後(hòu)，近日再度取得新進(jìn)展，成(chéng)功開(kāi)發(fā)出第三代10納米級工藝(1z nm)的16G DDR4 DRAM。SK海力士 DRAM開(kāi)發(fā)與業務主管Lee Jung-hoon表示：“1z nm DDR4 DRAM提供了業界最高的密度、速度和能(néng)效，使其成(chéng)爲高性能(néng)、高密度DRAM客戶适應不斷變化的需求的最佳選擇。”10納米級的DRAM制程分爲1代(1x)、2代(1y)與3代(1z)。1z nm生産效率比前一代高出27%，SK海力士將(jiāng)于明年開(kāi)始量産并全面(miàn)交付。
除SK海力士外，三星電子、美光也已成(chéng)功實施1z工程。三星電子于3月完成(chéng)1z DRAM的開(kāi)發(fā)，并從9月開(kāi)始量産。而且三星電子還(hái)表示將(jiāng)于今年年底前引入極紫外光(EUV)光刻技術。美光也在今年8月宣布開(kāi)發(fā)1z工藝的16Gb DDR4。目前，美光已經(jīng)開(kāi)始量産1z nm的16Gb DDR4，密度更高，功耗降低了40%。
焦點：新一代存儲芯片開(kāi)始量産
雲計算與人工智能(néng)對(duì)數據的運算能(néng)力提出越來越嚴苛的要求，DRAM與NAND的存儲能(néng)力正在成(chéng)爲瓶頸，越來越多的新一代存儲芯片被開(kāi)發(fā)出來。因此，新一代存儲芯片的布局與開(kāi)發(fā)也成(chéng)爲各大存儲公司角力的焦點。
“Mircon Insight2019”技術大會上，美光科技正式宣布推出了基于3D XPoint技術的超高速SSD硬盤X100。這(zhè)是美光産品系列中首款面(miàn)向(xiàng)數據中心的存儲和内存密集型應用程序的解決方案，利用新一代3D XPoint存儲技術，在内存到存儲的層次結構中引入新的層級，具有比DRAM更大的容量和更好(hǎo)的持久性，以及比NAND更高的耐用度和更強性能(néng)。
美光執行副總裁兼首席商務官 Sumit Sadana 表示：“美光是全球爲數不多的DRAM、NAND和 3D XPoint解決方案垂直整合提供商，該産品將(jiāng)繼續推動我們的産品組合向(xiàng)更高價值的解決方案發(fā)展，從而加速人工智能(néng)能(néng)力發(fā)展、推動更快的數據分析，并爲客戶創造新的價值。”
三星則重點發(fā)展新一代存儲技術MRAM。今年年初，三星宣布量産首款可商用的eMRAM産品。三星計劃年内開(kāi)始生産1G容量的eMRAM測試芯片，采用基于FD-SOI的28nm工藝。
三星代工市場副總裁Ryan Lee表示：“在克服新材料的複雜挑戰後(hòu)，我們推出了嵌入式非易失性存儲器eMRAM技術，并通過(guò)eMRAM與現有成(chéng)熟的邏輯技術相結合，三星晶圓代工繼續擴大新興的非易失存儲器工藝産品組合，以滿足客戶和市場需求。”
台積電同樣重視下一代存儲器的開(kāi)發(fā)。2017年台積電技術長(cháng)孫元成(chéng)首次透露，台積電已開(kāi)始研發(fā)eMRAM和eRRAM，采用22nm制程。這(zhè)是台積電應對(duì)物聯網、移動設備、高速運算電腦和智能(néng)汽車等四領域所提供效能(néng)更快速和耗電更低的新存儲器。
台積電共同執行長(cháng)劉德音日前在接受媒體采訪時表示，台積電不排除收購一家存儲器芯片公司，再次表達了對(duì)下一代存儲技術的興趣。
中國(guó)：争當與産業共進(jìn)“貢獻者”
目前，中國(guó)半導體廠商也在積極發(fā)展存儲芯片事(shì)業。考慮到國(guó)際存儲大廠仍在不斷壘高技術門檻，中國(guó)的存儲事(shì)業仍有很長(cháng)一段路要走，技術與創新將(jiāng)是成(chéng)敗的關鍵。
對(duì)此，莫大康曾經(jīng)指出，考慮到整個産業形勢，在未來相當長(cháng)的一段時間内，中國(guó)存儲産業必須是一個踏踏實實的“跟随者”與“學(xué)習者”，同樣又要争當一個與産業共同進(jìn)步的“貢獻者”。
2018年，長(cháng)江存儲在FMS(閃存技術峰會)上首次公開(kāi)了自主研發(fā)的Xtacking架構，榮獲當年“Best of Show”獎項。它可在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路，這(zhè)樣的加工方式有利于選擇合适的先進(jìn)邏輯工藝，讓NAND獲取更高的I/O接口速度及更多的操作功能(néng)。
今年9月，長(cháng)江存儲宣布量産采用Xtacking架構的64層3D NAND。長(cháng)江存儲聯席首席技術官、技術研發(fā)中心高級副總裁程衛華表示：“通過(guò)將(jiāng)Xtacking架構引入批量生産，能(néng)夠顯著提升産品性能(néng)，縮短開(kāi)發(fā)周期和生産制造周期，從而推動高速大容量存儲解決方案市場的快速發(fā)展。”長(cháng)江存儲還(hái)宣布正在開(kāi)發(fā)下一代Xtacking2.0技術，Xtacking 2.0將(jiāng)進(jìn)一步提升NAND的吞吐速率、提升系統級存儲的綜合性能(néng)、開(kāi)啓定制化NAND全新商業模式等。
今年9月，合肥長(cháng)鑫在2019世界制造業大會上，宣布DRAM内存芯片投産。合肥長(cháng)鑫現場展示了8Gb DDR4芯片，采用19nm(1x)工藝生産，和國(guó)際主流DRAM工藝基本保持同步。長(cháng)鑫存儲董事(shì)長(cháng)兼首席執行官朱一明表示，8Gb DDR4通過(guò)了多個國(guó)内外大客戶的驗證，今年年底正式交付，另有一款供移動終端使用的低功耗産品也即將(jiāng)投産。
不過(guò)，中國(guó)存儲芯片産業仍然處于剛起(qǐ)步階段。根據集邦咨詢的評估，2020年中國(guó)存儲産量隻相當于全球産能(néng)的3%。要想發(fā)展壯大，在國(guó)際市場中發(fā)揮影響力，自立自強始終是企業成(chéng)敗的關鍵。