2017/07/31 新兴NVM在物联网IoT及穿戴装置的应用呈上涨势

诸如相变存储器（PCM）、磁阻随机存取存储器（MRAM）和电阻随机存取存储器（RRAM）等关键新兴非易失性(non-volatile)技术具有悠久的发展历史。

然而，由于各种因素，它们的采用仍然被限制在特定利基市场。现存产品集积度有限，而新兴NVM先驱推出高集积度产品的计划也一再延迟。

新兴材料和加工流程的出现，形成了制造方面的挑战。同时，主流存储技术在集积度和成本方面也在持续改善中。此外，目前也还未出现一个可以挑战DRAM和NAND闪存的杀手级应用。

然而，根据市场研究公司Yole Développement的观察，得以驱动新兴NVM产业走上快速增长轨迹的有利因素正逐渐显现。

这些因素包括新存储类内存SCM市场区隔的出现。这是在原有工作存储器和数据存储系统架构之间的另一个内存层次结构。其目的主要是透过提高系统速度来减少延迟。它将支援并与DRAM和NAND共存。

像英特尔(Intel)这样的大企业，在2017年在SCM应用市场推出基于PCM的3D XPoint快闪内存市场。而美光(Micron)将在2017年底之前推出一款3D XPoint内存产品。投资者对新兴NVM业务仍然乐观，2016年挹注资金超过1亿美元即是种证明。

像台积电、三星、格罗方德半导体(Global Foundries)、联电和中芯国际等大型代工厂开始跨足新兴的NVM内存业务。 他们将在2018/2019的时间内为嵌入式MCU引入MRAM和RRAM技术。由于新兴NVM是CMOS兼容技术，这是代工厂大幅增长内存业务的好机会。

据Yole的研究，新兴NVM的市场将在2016年至2022年之间以106％的年均复合增长率成长，到2022年将达到约39亿美元。新的SCM供应链管理层级和嵌入式MCU将成为推动此趋势的主因。创建新的内存类别将是一场需要所有内存市场生态系统厂商进行大量的硬件和软件开发的根本性变化。

Yole预期SCM将被企业存储和客户端应用所采用，然后发展到移动设备上的使用。专家认为英特尔在2017年初锁定SCM应用所推出的XPoint内存产品，是颠覆既有现况的创新。

嵌入式MCU通常使用eflash NVM技术，但是该技术将消耗大量功耗，并且其可扩展性在28nm光刻节点以后的制程成本高昂，已不符合效益。随着近期可扩展性的突破，新兴NVM技术将更常被用于物联网（IoT）、可穿戴装置、智能卡smart cards等市场等应用的低功耗MCU中。

受惠于新兴NVM技术的低功耗表现，它们将率先被应用于40nm节点制程，而后得益于其成本优势，拓展到28nm节点制程，接着也将应用于22nm节点制程。全球主要代工厂如台积电、GlobalFoundries、联电UMC、中芯国际SMIC和三星Samsung等，身为全球绝大部分MCU的制造者将积极推动新兴NVM的导入。

存储芯片的扩展性和存储密度影响了存储的性能和成本，因此成为存储选择的主要评估依据。据此，Yole的报告提供了包括技术节点、芯片密度和成本等信息的精准存储技术发展roadmap。

在"Emerging Non-Volatile Memory 2017 report"报告中，Yole阐述了新兴NVM技术在各个市场中窜起的理由和方式，并针对两个主要市场区隔进行探讨。

首先是独立应用市场，包括企业级存储SCM、客户端SCM、大容量存储、工业、运输和消费电子等。其次是嵌入式应用，包括MCU、移动设备静态RAM、高性能计算应用的SRAM快速缓冲存储以及嵌入式NVM系统级芯片等。

独立与嵌入式内存：路線大不同

新兴的NVM市场主要由PCM、RRAM和MRAM三大技术主导。在独立市场部分，主要厂商的技术选择现在已经很清楚了，未来五年SCM将是主要发展重心。

其中，美光/英特尔选择了PCM， SK Hynix和Sandisk /Western Digital则选择RRAM作为PCM用于SCM应用的竞争对手。三星似乎也因用于3D NAND的垂直3D方法的兼容性而偏好RRAM。SCM市场一开始将由PCM领导，但后来RRAM将转为领先。

对于嵌入式应用，不同的新兴NVM技术之间将面临一场激战。然而，我们预期不同的解决方案将根据应用需求共存。旋转转矩磁力RAM（STTMRAM）已被包括台积电、GlobalFoundries、三星和索尼在内的顶级代工厂采用。

STTMRAM的最初将重点放在MCU eFlash市场的发展，随后在移动和高性能计算中取代SRAM。而在RRAM嵌入式应用方面，台积电、联电和中芯国际是主要采用者。 RRAM一开始的重心将是低成本应用，如用在智能卡，IoT和通用应用的嵌入式MCU。 RRAM的最终目标是在高性能MPU中替代3D NAND，从而实现单个SoC的整合。

PCM也还在这场竞争中，以意法半导体为主要推动者，选择PCM作为汽车市场中28nm节点的最佳新兴NVM解决方案。

Yole的报告依应用别出货量、Gbit传输速率、营收和晶圆数量，为每种技术提供了市场预测。还分析了主要厂商的关键技术趋势和主要技术发展。在新兴NVM市场中，有相当多样的技术、商业模式和市场，特别是将独立与嵌入式应用进行比较时。因此，本报告详细分析了集成设备制造商（IDM）、代工厂和新兴NVM新创公司等不同的供应链参与者在独立和嵌入式市场上的动态，及其所采用新兴NVM的策略。

现今正在进行中的一场重大技术转型是用半导体NAND固态硬盘替代硬盘驱动器，而下一场革命将是NVM的到来。

Yole分析了供应链的动态，以了解今天的主要市场参与者在每个应用和技术中的定位，以及随着新兴NVM的到来，竞争格局将如何演变。研究单位还对中国存储供应链进行了专门的分析，何者受惠于中国政府的巨额融资计划和国内的大量存储体需求正在迅速增长中。

想知道细节？请阅读Yole的新报告：EmergingNon-Volatile Memory report, 2017 edition 

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