從去年下半年起,存儲器的市場——包括NAND和DRAM——逐漸陷入供應(yīng)短缺的狀況。有人認(rèn)為這只是單純的市場因素,但我的看法是這是技術(shù)面因素所造成的短缺,短期內(nèi)恐怕不容易紓解。
存儲器廠商曾經(jīng)有一段好時光。NAND和DRAM過去在制程、設(shè)備、市場都享有綜效;NAND的制程早兩代開發(fā)、量產(chǎn),然后DRAM利用已開發(fā)NAND的晶體管基礎(chǔ)制程加上電容部份,并且利用已生產(chǎn)過NAND的機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)DRAM,一魚兩吃,而且客戶往往是重復(fù)的。
但是NAND首先在制程上遇到瓶頸,無法繼續(xù)微縮。幸好從3D制程找到出路,NAND的基礎(chǔ)制程再退回40nm但存儲器單元往上堆疊,密度繼續(xù)提高。DRAM由于元件特性不同,無法使用3D制程,必須持續(xù)往微縮方向挺進(jìn)。但是由于DRAM的儲存元件是電容,其電容值(capacitance)正比于面積。當(dāng)制程微縮,電容值以微縮尺度平方的速度下降,維持電荷于電容以記憶資料的時間以指數(shù)函數(shù)的方式下降。所以現(xiàn)在DRAM制程微縮的難度變得很高,看現(xiàn)在DRAM制程的命名1X、1Y、1Z就知道它會久久徘徊在10幾nm,無法再享有過去摩爾定律的神奇表現(xiàn)了。
更糟糕的是,NAND和DRAM的綜效消失了。這兩種存儲器必須為各自的研發(fā)和機(jī)器設(shè)備買單。DRAM由于制程微縮緩慢,增加產(chǎn)能的最快方法就是購買設(shè)備,但是現(xiàn)在制程已在10幾nm,光刻機(jī)器非常昂貴。NAND雖然制程線寬較寬松,但要挖高寬比(aspect ratio)快速增長的深溝,在制程開發(fā)和新蝕刻(etch)、沉積(deposition)設(shè)備上也要大量投入。
存儲器市場可能重回以前DRAM舊市場的景氣循環(huán)模式:存儲器公司利潤豐厚,有資金挹注研發(fā)精進(jìn)、產(chǎn)能大開,所以產(chǎn)品售價日益下滑,公司利潤下降甚至虧損,無力支付新的研發(fā)及設(shè)備費(fèi)用,因此產(chǎn)能增長追不上需求成長,供應(yīng)短缺,產(chǎn)品售價又開始提升,一個景氣循環(huán)走完一遍。
有人說計(jì)算機(jī)和手機(jī)的成長日趨飽和,存儲器的市場成長日趨和緩,那是沒想到新的市場正在悄然興起?,F(xiàn)在時興的高科技,大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈等,那一種不是以大量數(shù)據(jù)的儲存為基本要求。以區(qū)塊鏈為例,其安全的要素在于分散式的重復(fù)儲存,做到“一言既出,駟馬難追”的不可否認(rèn)效果,存儲器的需求是顯而易見的事。物聯(lián)網(wǎng)也是,數(shù)量如恒河沙數(shù)的傳感器源源不斷產(chǎn)生的資料需要區(qū)域儲存,更需要中央儲存來進(jìn)一步處理。這些新科技產(chǎn)生的市場需求,將進(jìn)一步帶動傳統(tǒng)以及新興存儲器技術(shù)的發(fā)展。