三星、臺積電存儲業(yè)巨頭紛紛狙擊下一代存儲芯片?

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作者:Willstar

2017-06-06 15:03:48

摘自:華爾街見聞

最近臺積電和三星的纏斗從制程之爭演進到了存儲器市場之爭。兆易創(chuàng)新于16年12月5日首次在國際頂級存儲器技術(shù)會議發(fā)表論文--“RRAM存儲器工作機制研究:發(fā)現(xiàn)更節(jié)能的方法”。

最近臺積電和三星的纏斗從制程之爭演進到了存儲器市場之爭。在 5 月 24 日的三星鑄造論壇上,三星電子發(fā)布該公司所研發(fā)的 MRAM 內(nèi)存,并同時宣布歐洲大廠NXP作為它的第一個客戶,雙方簽訂晶圓代工協(xié)定,將量產(chǎn) 28 納米的全耗盡型絕緣層上硅(FD-SOI)。論壇期間,韓國芯片制造商重申其目標(biāo),開始在 2018 年生產(chǎn) STT MRAM 芯片。事實上三星現(xiàn)在說它明年將大規(guī)模生產(chǎn)這些芯片,而去年說 2018年將只能看到有限的生產(chǎn),而真正的大規(guī)模生產(chǎn)將只開始于 2019 年。 另外三星宣布它將在2018年生產(chǎn) MRAM 芯片將使用 8 納米半導(dǎo)體鑄造工藝生產(chǎn),到 2020 年將使用4納米生產(chǎn) MRAM。

臺積電也不甘示弱,緊接著在25日臺積電技術(shù)論壇也首次揭露臺積電研發(fā)多年的eMRAM(嵌入式磁阻式隨機存取內(nèi)存)和eRRAM(嵌入式電阻式內(nèi)存)分別訂明后年進行風(fēng)險性試產(chǎn),主要采用22奈米制程,這將是臺積電因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、行動裝置、高速運算計算機和智能汽車等四領(lǐng)域所提供效能更快速和耗電更低的新內(nèi)存。

事實上不僅韓臺兩家代工巨頭在存儲器市場上鏖戰(zhàn)尤酣,而另外一家中國存儲器的新秀也沒閑著。也運用其資本和技術(shù)優(yōu)勢在這片新興的儲存器市場上爭奪一片天地。

2016年10月,兆易創(chuàng)新旗下的GigaDevice半導(dǎo)體有限公司斥資500萬美元入股美國納斯達克上市的Everspin,持股比例高達8%。EverSpin成立于2008年,是飛思卡爾分離出去的獨立公司。公司股東由飛思卡爾和幾大風(fēng)險投資公司構(gòu)成。公司成立時飛思卡爾把MRAM技術(shù)、相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品都轉(zhuǎn)讓給EverSpin。

另外兆易創(chuàng)新于16年12月5日首次在國際頂級存儲器技術(shù)會議發(fā)表論文--“RRAM存儲器工作機制研究:發(fā)現(xiàn)更節(jié)能的方法”。由IBM電子工程師出身的黃漢森教授(H. S. Philip Wong)領(lǐng)導(dǎo)的該團隊,在深入研究一種新型數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。該論文探究RRAM的工作方式及分析溫度需求。通過這項研究中證實這點,RRAM用來作為智能手機和其他移動設(shè)備的內(nèi)存時,高效節(jié)能延長電池壽命。將該實驗室獲得博士學(xué)位的斯坦福大學(xué)校友 - 陳鴻禹(Henry Chen)博士參與此項研究工作并列這篇論文的共同著者。這次陳博士服務(wù)的中國芯片制造企業(yè)北京兆易創(chuàng)新科技股份有限公司提供了寶貴建議,協(xié)助該項目實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)果分析。

兆易創(chuàng)新作為去年8月登陸A股市場的次新股,上市僅交易20天旋即就停牌宣布收購美國ISSI。此項收購不僅可以填補兆易創(chuàng)新在DRAM領(lǐng)域的空白,豐富存儲芯片產(chǎn)品線,同時還可以幫助其從單一存儲芯片廠商升級成為集NOR Flash和DRAM兼?zhèn)涞木C合型存儲芯片供應(yīng)商。收購?fù)瓿珊笳滓讋?chuàng)新補全其存儲器芯片版圖,繼而進軍汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈。

MRAM
MRAM全稱是磁性隨機訪問存儲器。IBM公司在MRAM(磁性隨機訪問存儲器)領(lǐng)域已經(jīng)投入了二十年時間。最初IBM配合摩托羅拉希望打造一款場交換式MRAM,如今IBM聯(lián)手三星致力于全新的MRAM技術(shù)——STT MRAM。其中的每個bit單元都包含一個晶體管外加一條垂直排列的隧道交叉點。該隧道交叉點包含兩個磁體,其一的北極永遠指向上,其二則為自由磁體、其北極可在向上與向下間切換以代表存儲0或者1。其只需要7.5微安電流通過即可實現(xiàn)偏振方向編程。以低電流脈沖彎曲電子,可快速切換磁位元,從而實現(xiàn)正確的自旋;同時,特殊的抗鐵磁材料更降低了制造成本。這項技術(shù)速度比 NAND 快了一千倍。不僅如此,MRAM 更省電,使用時(active)耗電量比傳統(tǒng)存儲器少,停用時(inactive)更無需用電。

ReRAM
ReRAM是基于電阻式隨機存取的一種非易失性存儲器,它可將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結(jié)合于一身,同時具備更低的功耗及更快的讀寫速度。雖然ReRAM的名字中帶RAM,但其實是像NAND閃存那樣用作數(shù)據(jù)存儲的ROM,只不過它的性能更強。

其密度比DRAM內(nèi)存高40倍,讀取速度快100倍,寫入速度快1000倍。ReRAM單芯片(200mm左右)即可實現(xiàn)TB級存儲,還具備結(jié)構(gòu)簡單、易于制造等優(yōu)點。ReRAM存儲芯片的能耗可達到閃存的1/20,數(shù)據(jù)擦寫上限是后者的10倍。

作為存儲器前沿技術(shù),ReRAM未來預(yù)期可以替代目前的FlashRAM,并且具有成本更低、性能更突出的優(yōu)勢。

ReRAM基于憶阻器原理,將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結(jié)合于一身。關(guān)閉電源后存儲器仍能記住數(shù)據(jù)。如果ReRAM有足夠大的空間,一臺配備ReRAM的PC將不需要載入時間。

中芯國際已正式出樣采用40nm工藝的ReRAM芯片,并稱更先進的28nm工藝版很快也會到來。

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