Να στείλετε μήνυμα

Ειδήσεις

March 11, 2021

DRAM, τρισδιάστατες νέες προκλήσεις προσώπου NAND

Είναι μια topsy-turvy περίοδος για την αγορά μνήμης, και δεν τελειώνει.

Μέχρι στιγμής το 2020, η απαίτηση είναι ελαφρώς καλύτερη από το αναμενόμενο για τους δύο τύπους κύριας μνήμης — τρισδιάστατα NAND και DRAM. Αλλά τώρα υπάρχει κάποια αβεβαιότητα στην αγορά ανάμεσα σε μια επιβράδυνση, τα ζητήματα καταλόγων και έναν τρέχοντα εμπορικό πόλεμο.

Επιπλέον, η τρισδιάστατη αγορά NAND κινείται προς μια παραγωγή νέας τεχνολογίας, αλλά μερικοί αντιμετωπίζουν τα ζητήματα παραγωγής. Και οι προμηθευτές και του τρισδιάστατου NAND και του DRAM παίρνουν το νέο ανταγωνισμό από την Κίνα.

Μετά από μια επιβράδυνση το 2019, η αγορά μνήμης ήταν υποτιθέμενη για να αναπηδήσει φέτος. Κατόπιν, η πανδημία covid-19 που χτυπιέται. Ξαφνικά, ένα μεγάλο ποσοστό των χωρών εφάρμοσε τα διάφορα μέτρα για να μετριαστεί το ξέσπασμα, όπως οι σπιτίσιες διαταγές και οι επιχειρησιακές περατώσεις, μεταξύ άλλων. Οικονομικές αναταραχή και απώλειες δουλειάς ακολουθούμενες σύντομα.

Όπως έβγαλε, εντούτοις, η εργασία--εγχώρια οικονομία οδήγησε την απρόβλεπτη ζήτηση για τα PC, τις ταμπλέτες και άλλα προϊόντα. Επίσης βούιζε την απαίτηση για τους κεντρικούς υπολογιστές στα κέντρα δεδομένων. Όλη αυτή η απαίτηση αγελών για τη μνήμη, τη λογική και άλλους τύπους τσιπ.

Οι τρέχουσες ΗΠΑ - ο εμπορικός πόλεμος της Κίνας συνεχίζει να δημιουργεί την αβεβαιότητα στην αγορά, αλλά προκάλεσε επίσης ένα κύμα της αγοράς τσιπ πανικού. Βασικά, οι ΗΠΑ έχουν προωθήσει μια κατάταξη των εμπορικών περιορισμών για Huawei της Κίνας. Έτσι, για κάποιο διάστημα, Huawei έχει συσσωρεύσει τα τσιπ, που οδηγούν επάνω την απαίτηση.

Αυτός τερματίζεται. Για να κάνουν επιχειρήσεις με Huawei, οι ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΕΣ επιχειρήσεις και άλλες θα απαιτήσουν τις νέες άδειες από την ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΗ κυβέρνηση μετά από τις 14 του Σεπτεμβρίου. Πολλοί προμηθευτές είναι τέμνοντες δεσμοί με Huawei, το οποίο θα προσκρούσει στην απαίτηση τσιπ.

Όλος που λέεται unknowns, η γενική αγορά μνήμης είναι περίπλοκος, και υπάρχουν διάφορα. Για να βοηθήσουν το κέρδος βιομηχανίας μερικές ιδέες σε αυτό που είναι μπροστά, εφαρμοσμένη μηχανική ημιαγωγών εξέτασαν τις αγορές για το DRAM, το τρισδιάστατο NAND, και τη μνήμη επόμενης γενιάς.

Δυναμική DRAM
Τα σημερινά συστήματα ενσωματώνουν τους επεξεργαστές, γραφική παράσταση, καθώς επίσης και η μνήμη και η αποθήκευση, αναφέρονται συχνά ως ιεραρχία μνήμης/αποθήκευσης. Στην πρώτη σειρά εκείνης της ιεραρχίας, SRAM είναι ενσωματωμένο στον επεξεργαστή για τη γρήγορη πρόσβαση στοιχείων. Το DRAM, η επόμενη σειρά, είναι χωριστό και χρησιμοποιημένο για την κύρια μνήμη. Οι μονάδες δίσκου και οι NAND-βασισμένες κινήσεις στερεάς κατάστασης αποθήκευσης (SSDs) χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση.

το 2019 ήταν μια σκληρή περίοδος για το DRAM, που έβαλε σημεία στίξης από την απαίτηση lackluster και τιμές οι μειωμένες. Ο ανταγωνισμός είναι άγριος μεταξύ των τριών τοπ κατασκευαστών DRAM. Στην αγορά DRAM, η Samsung είναι ο ηγέτης με ένα 43,5% μερίδιο σε Q2 του 2020, που ακολουθείται από το SK Hynix (30,1%) και μικρό (21%), σύμφωνα με TrendForce.

Ο ανταγωνισμός αναμένεται για να ενταθεί με έναν νεοεισερχόμενο από την Κίνα. Η τεχνολογία μνήμης ChangXin της Κίνας (CXMT) στέλνει την πρώτη γραμμή 19nm της DRAM, με τα προϊόντα 17nm στις εργασίες, σύμφωνα με Cowen & τη Co.

Παραμένει να δει πώς CXMT θα επηρεάσει την αγορά. Το 2020, εν τω μεταξύ, η αγορά DRAM είναι μια μικτή εικόνα. Στο σύνολο, η αγορά DRAM αναμένεται για να φθάσει σε $62,0 δισεκατομμύρια, κατά προσέγγιση επίπεδος από $61,99 δισεκατομμύρια το 2019, σύμφωνα με IBS.

Η σπιτίσια οικονομία, που συνδέθηκε με το βραχίονα κεντρικών υπολογιστών datacenter, ώθησε την ισχυρή απαίτηση DRAM για πρώτο το μισό και το τρίτο τρίμηνο του 2020. Οι «βασικοί οδηγοί για την αύξηση Q1 μέσω Q3 το 2020 ήταν datacenters και PC,» εν λόγω Handel Τζόουνς, CEO IBS.

Σήμερα, οι προμηθευτές DRAM στέλνουν τις συσκευές βασισμένες στον κόμβο 1xnm. «Βλέπουμε την ισχυρότερη απαίτηση DRAM σε Q3 δεδομένου ότι οι προμηθευτές DRAM αρχίζουν στην κεκλιμένη ράμπα επάνω το “1nmy” και “1nmz” κόμβοι,» η εν λόγω Amy Leong, ανώτερος αντιπρόεδρος σε FormFactor, ένας προμηθευτής των καρτών ελέγχων για τις εξεταστικές εφαρμογές τσιπ.

Τώρα, εντούτοις, υπάρχουν φόβοι μιας επιβράδυνσης το τελευταίο μέρος του 2020. «Σε Q4 το 2020, υπάρχει κάποια μαλακότητα λόγω της επιβράδυνσης της απαίτησης στα datacenters, αλλά δεν είναι μια βαθιά πτώση,» το Τζόουνς IBS είπε.

Μέχρι στιγμής, εν τω μεταξύ, είναι ένα έτος lackluster για την απαίτηση μνήμης στα smartphones, αλλά αυτό θα μπορούσε σύντομα να αλλάξει. Στο κινητό μέτωπο DRAM, οι προμηθευτές επάνω τα προϊόντα βασισμένα στα νέα πρότυπα διεπαφών LPDDR5. Το ποσοστό μεταφοράς δεδομένων για μια συσκευή 16GB LPDDR5 είναι 5,500Mb/s, περίπου 1,3 φορές γρηγορότερα από τα προηγούμενα κινητά πρότυπα μνήμης (LPDDR4X, 4266Mb/s), σύμφωνα με τη Samsung.

«Αναμένουμε το αυξανόμενο κινητό DRAM και την απαίτηση NAND στο ημερολόγιο το 2020 στην υψηλότερη παραγωγή των συσκευών smartphone ναυαρχίδων 5G που φέρνουν την υψηλότερη περιεκτικότητα σε DRAM,» ο εν λόγω Karl Ackerman, ένας αναλυτής σε Cowen, σε μια ερευνητική σημείωση.

5G, μια ασύρματη τεχνολογία επόμενης γενιάς, αναμένεται για να οδηγήσει την απαίτηση DRAM το 2021. Η αγορά DRAM προβάλλεται για να φθάσει σε $68,1 δισεκατομμύρια το 2021, σύμφωνα με IBS. «Το 2021, ο βασικός οδηγός για την αύξηση θα είναι smartphones και 5G smartphones,» Τζόουνς IBS είπε. «Επίσης, η αύξηση κέντρων δεδομένων θα είναι σχετικά ισχυρή.»

Προκλήσεις NAND
Μετά από μια περίοδο αργόστροφης αύξησης, οι προμηθευτές της αστραπιαίας σκέψης NAND ελπίζουν επίσης για μια αναπήδηση το 2020. «Είμαστε αισιόδοξοι για τη μακροπρόθεσμη απαίτηση για τη αστραπιαία σκέψη NAND,» Leong FormFactor εν λόγω.

Στο σύνολο, η αγορά αστραπιαίας σκέψης NAND αναμένεται για να φθάσει σε $47,9 δισεκατομμύρια το 2020, επάνω 9% από $43,9 δισεκατομμύρια το 2019, σύμφωνα με IBS. Οι «βασικοί οδηγοί εφαρμογής σε Q1 μέσω Q3 το 2020 ήταν smartphones, PC και τα datacenters,» Τζόουνς IBS είπαν. «Έχουμε δει κάποια μαλακότητα σε ζήτηση σε Q4 το 2020, αλλά δεν είναι σημαντικό.»

Το 2021, η αγορά NAND αναμένεται για να φθάσει σε $53,3 δισεκατομμύρια, σύμφωνα με IBS. Οι «βασικοί οδηγοί το 2021 θα είναι smartphones,» το Τζόουνς είπε. «Βλέπουμε μια αύξηση στους όγκους και καλά ως αυξανόμενη περιεκτικότητα σε NAND ανά smartphone.»

Στην αγορά NAND, η Samsung είναι ο ηγέτης με ένα 31,4% μερίδιο το δεύτερο τρίμηνο του 2020, που ακολουθούνται από Kioxia (17,2%), τη Western Digital (15,5%), το SK Hynix (11,7%) και έπειτα μικρό (11,5%) και τη Intel (11,5%), σύμφωνα με TrendForce.

Εάν αυτός δεν είναι αρκετός ανταγωνισμός, οι τεχνολογίες μνήμης Yangtze της Κίνας (YMTC) πρόσφατα μπήκαν στην τρισδιάστατη αγορά NAND με μια συσκευή 64 στρώματος. «YMTC θα έχει τη σχετικά ισχυρή αύξηση το 2021, αλλά το μερίδιο αγοράς του είναι πολύ χαμηλό,» το Τζόουνς είπε.

Εν τω μεταξύ, για κάποιο διάστημα, οι προμηθευτές επάνω το τρισδιάστατο NAND, ο διάδοχος στην επίπεδη αστραπιαία σκέψη NAND. Αντίθετα από το επίπεδο NAND, που είναι μια 2$α δομή, το τρισδιάστατο NAND μοιάζει με έναν κάθετο ουρανοξύστη στον οποίο τα οριζόντια στρώματα των κυττάρων μνήμης συσσωρεύονται και συνδέονται έπειτα χρησιμοποιώντας τα μικροσκοπικά κάθετα κανάλια.

το τρισδιάστατο NAND ποσολογείται από τον αριθμό στρωμάτων που συσσωρεύονται σε μια συσκευή. Όπως περισσότερα στρώματα προστίθενται, η πυκνότητα κομματιών αυξάνεται στα συστήματα. Αλλά οι προκλήσεις κατασκευής κλιμακώνουν δεδομένου ότι προσθέτετε περισσότερα στρώματα.

το τρισδιάστατο NAND απαιτεί επίσης κάποια δύσκολη απόθεση και χαράζει τα βήματα. «Χρησιμοποιείτε τις διαφορετικές χημείες. Είστε επίσης αφότου ορισμένος χαράξτε τα σχεδιαγράμματα, ειδικά για την αναλογία χαρακτική υψηλός-πτυχής ή τι καλούν HAR. Για το τρισδιάστατο NAND, που γίνεται εξαιρετικά κρίσιμος,» εν λόγω γενικός διευθυντής του Ben Rathsack, αντιπροέδρου και αναπληρωτών στο τηλ. Αμερική, κατά τη διάρκεια μιας πρόσφατης παρουσίασης.

Πέρυσι, οι προμηθευτές έστελναν τα τρισδιάστατα προϊόντα NAND 64 στρωμάτων. «Σήμερα, 92 - και 96 τρισδιάστατες συσκευές NAND στρώματος είναι κοινές,» εν λόγω Jeongdong Choe, ανώτερος τεχνικός συνεργάτης σε TechInsights. «Αυτές οι συσκευές είναι κοινές σε κινητό, SSDs και την επιχειρηματική αγορά.»

128-στρώμα το τρισδιάστατο NAND είναι η επόμενη γενεά τεχνολογίας. Οι εκθέσεις έχουν εμφανιστεί ότι υπάρχουν μερικές καθυστερήσεις εδώ ανάμεσα στα ζητήματα παραγωγής. «128L απελευθερώθηκε μόλις. 128L SSDs απελευθερώθηκαν μόλις στην αγορά,» Choe εν λόγω. «Το καθυστερούν λίγο. Τα ζητήματα παραγωγής είναι ακόμα εκεί, αν και.»

Είναι ασαφές πόσο καιρό το πρόβλημα θα διαρκέσει. Εν τούτοις, οι προμηθευτές παίρνουν τις διαφορετικές διαδρομές στο τρισδιάστατο NAND κλίμακας. Μερικοί χρησιμοποιούν την αποκαλούμενη σειρά συσσωρεύοντας την προσέγγιση. Παραδείγματος χάριν, μερικοί αναπτύσσουν δύο συσκευές 64 στρωμάτων και τις συσσωρεύουν, που διαμορφώνουν μια συσκευή 128 στρώματος.

Άλλοι παίρνουν μια άλλη διαδρομή. «Η Samsung κράτησε την ενιαία προσέγγιση σωρών για 128L, που περιλαμβάνει τον πολύ υψηλό λόγο διάστασης κάθετο κανάλι χαρακτική,» Choe εν λόγω.

Η βιομηχανία θα συνεχίσει να ξελεπιάζει το τρισδιάστατο NAND. Ως τα τέλη του 2021, Choe αναμένει 176 - σε 192 στρώματα τα τρισδιάστατα μέρη NAND θα είναι στην παραγωγή κινδύνου.

Υπάρχουν μερικές προκλήσεις εδώ. «Είμαστε αισιόδοξοι για το τρισδιάστατο ξελέπιασμα NAND,» εν λόγω Rick Gottscho, CTO της έρευνας Lam. «Υπάρχουν δύο μεγάλες προκλήσεις στο τρισδιάστατο NAND ξελεπιάσματος. Κάποια είναι η πίεση στις ταινίες που ενισχύει δεδομένου ότι καταθέτετε όλο και περισσότερα στρώματα, τα οποία μπορούν να στρεβλώσουν την γκοφρέτα και να διαστρεβλώσουν τα σχέδια, έτσι όταν πηγαίνετε διπλή γέφυρα ή τριπλή γέφυρα, η ευθυγράμμιση γίνεται μια μεγαλύτερη πρόκληση.»

Είναι ασαφές πώς το μακρινό τρισδιάστατο NAND θα ξελεπιάσει, αλλά υπάρχει πάντα απαίτηση για περισσότερα κομμάτια. «Υπάρχει ισχυρό μακροπρόθεσμο απαίτησης,» Gottscho εν λόγω. «Υπάρχει εκρηκτική ανάπτυξη στα στοιχεία, και παραγωγή και αποθήκευση στοιχείων. Όλες αυτές οι εφαρμογές για να εξαγάγουν τα στοιχεία πρόκειται να ταΐσουν τις νέες αιτήσεις για περισσότερα στοιχεία, έτσι υπάρχει μια ακόρεστη απαίτηση για τα στοιχεία και για να αποθηκεύσει τα στοιχεία για πάντα.»

Μνήμη επόμενος-GEN
Για κάποιο διάστημα, η βιομηχανία έχει αναπτύξει διάφορους τύπους μνήμης επόμενης γενιάς, όπως η αλλαίδα φάσης μνήμη (PCM), stt-MRAM, ReRAM, και άλλα.

Αυτοί οι τύποι μνήμης είναι ελκυστικοί επειδή συνδυάζουν την ταχύτητα SRAM και τη μη-αστάθεια της λάμψης με την απεριόριστη αντοχή. Αλλά οι νέες μνήμες έχουν πάρει περισσότερο για να αναπτυχθούν επειδή χρησιμοποιούν τα σύνθετα υλικά και τα σχέδια μετατροπής να αποθηκευτούν τα στοιχεία.

Από τους νέους τύπους μνήμης, το PCM είναι επιτυχέστερο. Για κάποιο διάστημα, η Intel έχει στείλει τρισδιάστατο XPoint, το οποίο είναι ένα PCM. Το μικρό επίσης στέλνει το PCM. Μια αμετάβλητη μνήμη, PCM αποθηκεύει τα στοιχεία με την αλλαγή της κατάστασης ενός υλικού. Είναι γρηγορότερο από τη λάμψη, με την καλύτερη αντοχή.

Stt-MRAM επίσης στέλνει. Χαρακτηρίζει την ταχύτητα SRAM και τη μη-αστάθεια της λάμψης με την απεριόριστη αντοχή. Χρησιμοποιεί το μαγνητισμό της περιστροφής ηλεκτρονίων για να παρέχει τις αμετάβλητες ιδιότητες στα τσιπ.

Stt-MRAM προσφέρεται στις αυτόνομες και ενσωματωμένες εφαρμογές. Ενσωματωμένος, έχει στοχεύσει για να αντικαταστήσει ΟΥΤΕ (eFlash) σε 22nm και πέρα στους μικροελεγκτές και άλλα τσιπ.

Το ReRAM έχει διαβάσει χαμηλότερα τις λανθάνουσες καταστάσεις και γράφει γρηγορότερα την απόδοση από τη λάμψη. Σε ReRAM, μια τάση εφαρμόζεται σε έναν υλικό σωρό, δημιουργώντας μια αλλαγή στην αντίσταση εκείνο το στοιχείο αρχείων στη μνήμη.

«ReRAM και σε κάποιο βαθμό MRAM έχουν επηρεαστεί από την έλλειψη επιτυχών περιπτώσεων χρήσης όγκου,» ο εν λόγω Δαβίδ Uriu, τεχνικός διευθυντής της διαχείρισης προϊόντος σε UMC. «Κάθε τεχνολογία από το PCM σε MRAM σε ReRAM είχε τα ισχυρά και αδύνατα σημεία τους. Έχουμε δει τις συναρπαστικές προβλέψεις σε πολλές από αυτές τις τεχνολογίες, αλλά το γεγονός είναι ότι είναι ακόμα στις εργασίες.»

Ενώ το PCM κερδίζει τον ατμό, οι άλλες τεχνολογίες ριζώνουν ακριβώς. «Το ζήτημα της ωριμότητας στην υιοθέτηση προϊόντων είναι τι πρέπει να καταδειχθεί με τον καιρό για να κερδίσει την εμπιστοσύνη στις ικανότητες λύσεων,» Uriu εν λόγω. «Τα ζητήματα των δαπανών, της αναλογικών απόδοσης και των περιπτώσεων χρήσης γενικά έχουν φεθεί προς συζήτηση και μόνο μερικοί αντιμετωπίζουν τις προκλήσεις. Η πλειοψηφία είναι απλά πάρα πολύ επικίνδυνη να στοιχηματίσει την παραγωγή και τις συνολικές εκθέσεις κόστος--ιδιοκτησίας.»

Αυτό δεν πρόκειται να πει ότι MRAM και ReRAM έχουν περιορίσει τη δυνατότητα. «Βλέπουμε τη μελλοντική δυνατότητα σε MRAM και ReRAM. Το PCM, ενώ συγκριτικά ακριβός, έχει αποδειχθεί για να λειτουργήσει και έχει αρχίσει να ωριμάζει,» είπε. «Η βιομηχανία μας βελτιώνει συνεχώς τα υλικά και τις περιπτώσεις χρήσης που συνδέονται με την ανάπτυξη της αποδοχής ωριμότητας αυτών των νεώτερων σχεδίων μνήμης και αυτές θα παρουσιαστούν στην αγορά για τις προηγμένες εφαρμογές όπως την τεχνητή νοημοσύνη, την εκμάθηση μηχανών και την επεξεργασία--μνήμη ή τις εφαρμογές υπολογίζω--μνήμης. Θα επεκταθούν στις πολλές μηχανές που χρησιμοποιούμε σήμερα για τον καταναλωτή, έξυπνο IoT, τις επικοινωνίες, την τρισδιάστατη αντίληψη, τις ιατρικές, εφαρμογές μεταφορών και infotainment. » (Από Mark LaPedus)

Στοιχεία επικοινωνίας