存儲(chǔ)器技術(shù)的未來
時(shí)間:2006-09-06 11:50:00來源:wangsl
導(dǎo)語:?便宜的DRAM仍占優(yōu)勢(shì),但穩(wěn)定的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)開拓了許多新的方向。
便宜的DRAM仍占優(yōu)勢(shì),但穩(wěn)定的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)開拓了許多新的方向。
存儲(chǔ)器技術(shù)是一種不斷進(jìn)步的技術(shù),每一種新技術(shù)的出現(xiàn)都會(huì)使某種現(xiàn)存的技術(shù)走進(jìn)歷史,這是因?yàn)殚_發(fā)新技術(shù)的初衷就是為了消除或減輕某種特定存儲(chǔ)器產(chǎn)品的不足之處。
舉例來說,閃存技術(shù)脫胎于EEPROM,它的第1個(gè)主要用途就是為了取代用于PC機(jī)BIOS的EEPROM芯片,以便方便地對(duì)這種計(jì)算機(jī)中最基本的代碼進(jìn)行更新。
這樣,隨著各種專門應(yīng)用不斷提出新的要求,新的存儲(chǔ)器技術(shù)也層出不窮,從PC機(jī)直到數(shù)字相機(jī)。本文即著眼于對(duì)現(xiàn)有的存儲(chǔ)器技術(shù)及其未來走向進(jìn)行考察。
DRAM
嚴(yán)重依賴于PC的DRAM市場總是處于劇烈的振蕩之中。對(duì)目前處于衰退過程中的供應(yīng)商們來說,降低每比特DRAM生產(chǎn)成本唯一劃算的方法就是縮小DRAM芯片的尺寸。所以,制造商們就不斷地尋找可以縮小DRAM芯片尺寸的方法。
隨著市場的復(fù)蘇和邊際效益的增長,供應(yīng)商們會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向使用300mm的大圓片。但現(xiàn)在,大多數(shù)DRAM生產(chǎn)商都承擔(dān)不起在300mm圓片上生產(chǎn)的費(fèi)用。
就像石油公司都想多賣高品質(zhì)汽油以獲取高額利潤一樣,DRAM生產(chǎn)商也正在把產(chǎn)品線從SDRAM換成DDR SDRAM,希望賣個(gè)高價(jià)。在DDR之后又出來一個(gè)DDR II,這是一種更先進(jìn)的DRAM技術(shù),已經(jīng)受到英特爾的歡迎。出于同樣的原因,存儲(chǔ)器生產(chǎn)商們很快就會(huì)升級(jí)到DDR II技術(shù)。
同樣像石油公司不斷勘探新油田一樣,DRAM生產(chǎn)商也在不斷地開發(fā)新的市場,包括通信和消費(fèi)電子市場在內(nèi)。他們希望這樣能降低對(duì)PC市場的依存度,平穩(wěn)渡過市場振蕩期。
許多生產(chǎn)商都開始針對(duì)這些市場開發(fā)專門的DRAM產(chǎn)品。
不幸的是,隨著人們開始對(duì)各種模塊和服務(wù)器進(jìn)行升級(jí),PC市場在未來仍將是DRAM應(yīng)用最主要的推動(dòng)力。盡管一些生產(chǎn)商認(rèn)為通信將成為另一個(gè)主要的推動(dòng)力,但根據(jù)iSuppli公司的預(yù)測,至少在2002年,通信市場在DRAM銷售中所占的份額將仍低于2%。
生產(chǎn)商對(duì)消費(fèi)電子市場的期望值更高。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)字電視是DRAM應(yīng)用增長最迅速的領(lǐng)域,但與PC市場相比,其份額仍然太小了。
但是,不論是消費(fèi)電子市場還是PC市場,DRAM面臨的最大挑戰(zhàn)都是以下需求:更高的密度、更大的帶寬、更低的功耗、更少的延遲時(shí)間以及更低的價(jià)格。因此,對(duì)DRAM生產(chǎn)商和用戶來說,在消費(fèi)電子領(lǐng)域中性價(jià)比還是最主要的考慮因素。
現(xiàn)在已經(jīng)有許多公司在開始或已經(jīng)開始提供專門為各種非PC應(yīng)用設(shè)計(jì)的DRAM,包括短延遲DRAM(RL-DRAM)以及各種Rambus DRAM(RDRAM)。
這些專用DRAM的產(chǎn)量都很小,單位售價(jià)很高。因此,iSuppli相信在非PC領(lǐng)域內(nèi),這些專用存儲(chǔ)器永遠(yuǎn)不會(huì)取代普通的SDRAM和DDR存儲(chǔ)器。
所以,對(duì)DRAM來說,其未來屬于低價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)、大量生產(chǎn)的、面向其占最大份額的PC市場的技術(shù)。
閃存和其他非易失性存儲(chǔ)器
目前,非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)的最高水平是閃存。如同DRAM依賴于PC市場一樣,閃存也依賴于手機(jī)和機(jī)頂盒市場。由于這些設(shè)備的需求一直不夠強(qiáng)勁,所以閃存目前良好的銷售情況只是季節(jié)性的,今年下半年就會(huì)降下來。
但到明年上半年,手機(jī)、數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)品以及數(shù)字介質(zhì)的需求會(huì)比較強(qiáng)勁,所以閃存的前景也會(huì)變得光明一些。
盡管目前非易失性存儲(chǔ)器中最先進(jìn)的就是閃存,但技術(shù)卻并未就此停步。生產(chǎn)商們正在開發(fā)多種新技術(shù),以便使閃存也擁有像DRAM和SDRAM那樣的高速、低價(jià)、壽命長等特點(diǎn)。
非易失性存儲(chǔ)器包括鐵電介質(zhì)存儲(chǔ)器(FRAM或FeRAM)、磁介質(zhì)存儲(chǔ)器(MRAM)、奧弗辛斯基效應(yīng)一致性存儲(chǔ)器(OUM)以及聚合物存儲(chǔ)器(PFRAM),對(duì)數(shù)據(jù)處理來說,它們都很有前途,因?yàn)樗鼈兺黄屏薙RAM、DRAM以及閃存的局限性。
每種技術(shù)都有自己的目標(biāo)市場,iSuppli公司將在下面逐一進(jìn)行分析。
FRAM
FRAM是下一代的非易失性存儲(chǔ)器技術(shù),運(yùn)行能耗低,在斷電后能長期保存數(shù)據(jù)。它綜合了RAM高速讀寫和ROM長期保存數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。
這項(xiàng)技術(shù)利用了鐵電材料可保存信息的特點(diǎn),使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的CMOS半導(dǎo)體存儲(chǔ)器制造工藝來生產(chǎn),直到近日才研發(fā)成功。但是,F(xiàn)RAM的壽命是有限的,而其讀取是破壞性的,就是說一旦進(jìn)行讀取,F(xiàn)RAM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就消失了。
MRAM
MRAM是非易失性的存儲(chǔ)器,速度比DRAM還快。在實(shí)驗(yàn)室中,MRAM的寫入時(shí)間可低至2.3ns。
MRAM擁有無限次的讀寫能力,并且功耗極低,可實(shí)現(xiàn)瞬間開關(guān)機(jī)并能延長便攜機(jī)的電池使用時(shí)間。而且,MRAM的電路比普通存儲(chǔ)器還簡單,整個(gè)芯片只需一條讀出電路。
但就生產(chǎn)成本來看,MRAM比SRAM、DRAM及閃存都高得多。
OUM
OUM是一種非易失性存儲(chǔ)器,可以替代低功耗的閃存。它擁有很長的讀寫操作壽命,并且比閃存更易集成。OUM存儲(chǔ)單元的密度極高,讀取操作完全安全,只需極低的電壓和功率即可工作,同現(xiàn)有邏輯電路的集成也相當(dāng)簡單。用OUM單元制作的存儲(chǔ)器大約可寫入10億次,這使它成為便攜設(shè)備中大容量存儲(chǔ)器的理想替代品。
但是,OUM有一定的使用壽命,長期使用會(huì)出一些可靠性問題。
PFRAM
PFRAM是一種塑料的、基于聚合物的非易失性存儲(chǔ)器,通過三維堆疊技術(shù)可以得到很高的密度,但它的讀寫操作壽命有限。
PFRAM可能會(huì)替代閃存,并且其成本只有NOR型閃存的10%左右。塑料存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)潛力也相當(dāng)巨大。
今后,生產(chǎn)聚合物存儲(chǔ)器可能會(huì)變得像印照片一樣簡單,但今年才剛剛開始對(duì)這種存儲(chǔ)器的生產(chǎn)工藝進(jìn)行研發(fā)。PFRAM的讀寫次數(shù)也有限,并且其讀取也是破壞性的,就像FRAM一樣。
總之,存儲(chǔ)器技術(shù)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展,以滿足不同的應(yīng)用需求。就PC市場來說,更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時(shí)間、更低成本的主流DRAM技術(shù)將是不二之選。
而在非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域,供應(yīng)商們正在研究閃存之外的各種技術(shù),以便滿足不同應(yīng)用的需求,而這些技術(shù)各有優(yōu)劣。
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