你如果问当前内存市场是谁的天下?那么答案一定是DRAM、NAND flash、NOR flash,三者牢牢控制着内存市场,当前都处于供不应求的状态。不过,在内存天下三分的大背景下,新一代存储技术3D X-point、MRAM、RRAM等开始发出声音, RRAM非易失性闪存技术是其中进展较快的一个。到目前为止,RRAM的发展进程已经超越了英特尔的3D X-point技术, Crossbar公司市场和业务拓展副总裁Sylvain Dubois在2017中芯国际技术研讨会上接受与非网的采访时说:“Crossbar已经有产品在中芯国际的40nm工艺制程平台试产”。

立足现在 着眼未来

每一个技术的更新换代都不是一朝一夕的事情,需要经历漫长的技术、工艺、市场的迭代,内存也不例外。保守估计,NAND flash还将继续统治内存市场3-5年。以各厂商的技术进展来看,三星在2016年的进度最快,成功实现量产3D NAND flash,2016年年底出货占比已达35%,最先进的64层芯片也已经在2017年第1季放量投片。根据研究机构最新消息,3D NAND flash已经涨价150%,且缺货时间要到2017年年底。3D NAND flash的市场“饥饿”是一把双刃剑,随着堆叠的层数不断增加,产品良率和产能受到了极大的挑战,这被认为是决定 NAND flash统治时间长短的关键因素。下一代存储技术需要利用这个时间不断完善自己的技术做好接班的准备。不过,对于Crossbar这样的初创企业,还有一个问题同样需要慎重考虑,那就是如何生存下去?Dubois表示:“Crossbar的 RRAM  IP产品可以实现存储单元或存储阵列,可以嵌入到SOC、MCU中。”

Crossbar在2017中芯国际技术研讨会上展示的RRAM样品

只有产品还远远不够,还要能够融入到现今市场。“产品研发的过程中,Crossbar基于现有的工艺、现有的技术和现有的设备来开发RRAM技术,保证了产品设计出来之后可以快速投入市场。RRAM内存产品有其自身的优势, RRAM技术在写入速度上比NAND产品快1000倍,而产品功耗只是闪存产品的二十分之一,另外产品寿命也达到了闪存产品的1000倍以上。现阶段,Crossbar的RRAM产品能够在NAND flash和DRAM的衔接市场内拿到一部分订单。” Dubois在采访中提到。

三星NAND flash通过3D垂直Vertical技术不断扩充内存产品的容量,但业界普遍认为10nm工艺制程是NAND flash的工艺制程尽头。由于技术和材料的局限性,NAND flash在10nm以下的先进工艺制程里难以继续缩小,这被认为是下一代存储技术的机会。Dubois认为:“RRAM采用导电细丝制作而成,在10nm以下的工艺制程里面可以继续堆叠缩小,实现7nm或者更先进的5nm等工艺制程上的量产。”

看中物联网市场 抢攻40nm

为什么会选择中芯国际?又为什么会选择40nm工艺制程呢?Dubois给出了这样的解释:“中芯国际40nm平台是目前最适合Crossbar的平台。首先,就Crossbar当前的产品技术而言,40nm是最贴合的工艺制程,在能耗、成本和出货量上非常有优势。其次,选择40nm工艺另一个出发点是考虑到IOT的市场现状,当前的IOT芯片产品还处于95nm或者75nm工艺水平,即将进入40nm工艺制程,Crossbar抢先在这个工艺节点量产产品,对进入IOT市场做了充足的准备。”除了IOT市场,人工智能也是RRAM未来的主要市场,尤其是深度学习领域,该领域需要大量计算来实现,要有强劲功能的存储器做支撑。以IBM的Watson(沃森)认知系统为例,其中最为重要的就是通过神经网络、深度学习等多种技术让机器尽量像人类一样去理解非结构化数据,而若要实现这一切,首先需要拥有海量的数据来帮助机器判断,毕竟在机器的世界中只有简单的0和1,而若想实现最终的“智能”目标还需要一个从量变引发质变的过程,这对数据存储技术有了新的要求。

当然,40nm工艺制程只是一个起点,Crossbar希望尽快走进更加先进的工艺制程领域。Dubois向与非网记者透露:“28nm以下的工艺制程被手机等消费电子芯片占领,Crossbar在2X(20-30nm制程)和1X(10-20nm制程)上也有产品在开发过程中,未来寻求在更多的应用领域推广RRAM技术。”

和中国存储一起超车

中国的存储器厂商起步比较晚,目前为止,国内三大存储器厂商(合肥长鑫、长江存储、福建晋华)都还没有产品实现量产,想要想赶超三星、东芝、美光等国际存储行业巨头,需要在存储技术上弯道超车。Crossbar正是看中了国内存储市场这一特点,选择在2016年3月22日进入中国市场。“Crossbar能够帮助中国存储市场实现存储技术越级,目前正在和国内存储器厂商进行合作洽谈,寻求技术和产品领域的合作。”

关于超越,RRAM作为新一代闪存技术,也需要完成对NAND flash等内存产品的超越。“我们刚开始不会选择和NAND等内存产品在容量上进行比拼,我们只是寻求去填补NAND flash和DRAM之间的空白。当工艺制程逐渐缩小到10+nm的时候,将会实现容量上的超越。”Dubois最后说。