隨著與英特爾合作關(guān)系的結(jié)束 美光的3D XPoint開發(fā)和商業(yè)化有望加速

QuantX的首次亮相是在2016年的閃存峰會(huì)上，三年之后，美光最終將要在2019年底發(fā)布第一款基于3D XPoint技術(shù)的產(chǎn)品。

在合作了兩代技術(shù)之后，英特爾和美光正在結(jié)束他們?cè)?D XPoint上的合作關(guān)系。

雖然可能至少在2020年之前，3D XPoint都會(huì)讓美光有賠無賺，但是，到2024年時(shí)，它將給美光帶來約30億美元的市場(chǎng)增長。

3D Xpoint介紹

3D XPoint是由英特爾和美光兩大存儲(chǔ)器芯片巨頭共同開發(fā)的一種內(nèi)存存儲(chǔ)技術(shù)，旨在填補(bǔ)動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）和NAND閃存之間的存儲(chǔ)市場(chǎng)空白。

該技術(shù)號(hào)稱可以實(shí)現(xiàn)比NAND閃存快一千倍的存取速度，我在一些文章中看到，它被人們吹捧為“游戲規(guī)則的改變者”和“硅和晶體管的替代品”。 我也看到一些美光的投資者盛贊它是一項(xiàng)“國寶”級(jí)的發(fā)明，并聲稱它的價(jià)值可能超過一萬億美元。那么，在美光發(fā)布QuantX產(chǎn)品兩年多之后，以及英特爾最近因其在3D XPoint合資企業(yè)中的存在而觸發(fā)了看漲期權(quán)之后，3D XPoint現(xiàn)在究竟處于一個(gè)什么樣的階段呢？

3D XPoint的市場(chǎng)

美光的QuantX套件最終將于2019年年底推向市場(chǎng)，美光公司總裁兼首席執(zhí)行官Sanjay Mehrotra認(rèn)為，隨著與英特爾合作關(guān)系的結(jié)束，美光的3D XPoint開發(fā)和商業(yè)化將有望加速：

“對(duì)IM Flash公司的收購將使得我們加速研發(fā)進(jìn)展，并優(yōu)化3D XPoint制造計(jì)劃。位于猶他州的工廠可以向我們提供高度的制造靈活性，并培養(yǎng)了一大批高技能的人才，從而幫助推動(dòng)3D XPoint的開發(fā)和創(chuàng)新，并實(shí)現(xiàn)我們最新的技術(shù)路線圖?！?/p>

根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)資深顧問Mark Webb的預(yù)計(jì)，到2024年時(shí)，3D XPoint可能給英特爾和美光帶來37億美元業(yè)務(wù)，與2018年相比增加了大約30億美元。

需要指出的是，在3D XPoint產(chǎn)品的整體收入中，DIMM產(chǎn)品的貢獻(xiàn)率預(yù)計(jì)將超過三分之二。Optane DIMM使得3D XPoint成為DRAM器件的一種替代品，由于英特爾的CPU之前不支持它，方于最近才進(jìn)入市場(chǎng)。根據(jù)IBM最近的研究，NVMe Optane驅(qū)動(dòng)器可能成為緩存應(yīng)用中DRAM的有效替代品 - 使用NAND或3D XPoint技術(shù)實(shí)現(xiàn)緩存，可以以更低的成本達(dá)到接近DRAM緩存的性能。

下一代3D XPoint

當(dāng)?shù)诙?D XPoint技術(shù)準(zhǔn)備就緒后，美光終于計(jì)劃推出屬于自己獨(dú)家的3D XPoint SSD。

第一代3D XPoint SSD在一個(gè)128Gb的裸片上實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)堆疊層，位單元采用20納米制造工藝。目前來看，英特爾Optane能夠提供的性能優(yōu)勢(shì)似乎微乎其微，三星不斷地改進(jìn)NAND技術(shù)，打造出的Z-SSD產(chǎn)品具有相當(dāng)強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

NAND技術(shù)通過使用較小的工藝幾何尺寸實(shí)現(xiàn)單元尺寸的縮減，并疊加多個(gè)層，增加每個(gè)單元內(nèi)的位數(shù)，通過這些手段實(shí)現(xiàn)容量的增加。相比之下，3D XPoint也可以通過這三種手段增加產(chǎn)品容量：降低工藝尺寸、添加更多層、增加每個(gè)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)位數(shù)。

根據(jù)我之前讀過的一些文章，短期內(nèi)增加3D XPoint容量的唯一可行方法就是增加它的層數(shù)。而且，除非3D XPoint制造工藝的幾何尺寸可以降低，否則將極大地限制它的密度增加的可能性。半導(dǎo)體行業(yè)資深分析師Jim Handy認(rèn)為，3D XPoint器件的分層比NAND分層更為困難：

3D XPoint的層和NAND的層之間存在巨大差異。使用NAND技術(shù)時(shí)，您可以放下很多層（32層或48層，甚至是64層），然后執(zhí)行單次光刻步驟，它通?？梢园压に嚪艑挼?0納米。

3D XPoint器件需要采用更加先進(jìn)同時(shí)也是成本更高的光刻圖案化步驟，對(duì)于每一層中的數(shù)據(jù)位，目前能夠使用的工藝尺寸為20納米。這是因?yàn)樵谏舷聝蓪又g，你必須交叉排放，一層為南北方向，另一層就必須是東西方向。

這樣處理，不僅會(huì)比使用3D NAND工藝增加了更多成本，而且使得整個(gè)工藝制造過程變得復(fù)雜，以至于有一些制造工藝專家懷疑，生產(chǎn)4層以上的3D XPoint芯片是否能夠滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

由于3D XPoint的市場(chǎng)定位是填補(bǔ)DRAM和NAND之間的市場(chǎng)空白，這意味著它的售價(jià)必須比DRAM更便宜，才能取得市場(chǎng)滲透。美光和英特爾都需要虧本銷售，直到3D XPoint市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，站穩(wěn)腳跟。同樣是虧本賺吆喝，這艱難的第一步對(duì)英特爾來說更有意義。正如Hardy所解釋的那樣：

3D XPoint是英特爾平臺(tái)戰(zhàn)略的必要組成部分。如果沒有Optane DIMM的支持，英特爾最昂貴的新Xeon服務(wù)器CPU將無法比公司更便宜/更舊的CPU表現(xiàn)更好 - 如果系統(tǒng)沒有Optane，將會(huì)拉低處理器的性能表現(xiàn)。

每銷售一顆Optane DIM產(chǎn)品，英特爾可能虧損10個(gè)美金，但是這可以幫助它銷售售價(jià)高出50美元的CPU（以上這些數(shù)字完全是虛構(gòu)的，只是為了把這筆賬算得明白些）。雖然這也是一筆比較劃算的買賣，但是這意味著即使強(qiáng)大蠻橫如英特爾，也必須通過虧本銷售3D XPoint才能推廣它。而美光銷售的Quantx，必須等到它的成本降到低于DRAM成本的程度才能賺到錢。

這就解釋了為什么美光一直遲遲不推出其QuantX產(chǎn)品。現(xiàn)在最大的問題是：下一代產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力能夠增加多少？

英特爾和美光之所以在合作推出了兩代3D XPoint技術(shù)之后就分道揚(yáng)鑣，主要的原因之一就是這兩家公司對(duì)該技術(shù)的未來發(fā)展路徑存在不同的看法。英特爾計(jì)劃繼續(xù)開發(fā)主要用于Optane驅(qū)動(dòng)器的3D XPoint，而美光則專注于嵌入式解決方案。 美光公司在2019財(cái)年第一個(gè)季度中，嵌入式業(yè)務(wù)部門的收入同比增長了12%，環(huán)比增長了1%，達(dá)到9.33億美元，其汽車和工業(yè)業(yè)務(wù)營收也創(chuàng)下歷史新高。

盡管最終和美光鬧掰了，而且Optane銷售進(jìn)展緩慢，英特爾仍然對(duì)繼續(xù)開發(fā)3D XPoint非常感興趣。此外，這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)還將給新墨西哥州帶來超過100名的就業(yè)機(jī)會(huì)。

結(jié)論

英特爾和美光將在2019年第二季度或第三季度完成第二代3D XPoint技術(shù)的開發(fā)，然后他們將分道揚(yáng)鑣，各走各路。美光計(jì)劃在2019年年底推出以QuantX品牌為基礎(chǔ)的3D XPoint產(chǎn)品，這意味著它們可能是基于第二代技術(shù)的產(chǎn)品。

總體上來看，這兩家公司對(duì)各自的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)賦予了不同的優(yōu)先級(jí)，所以我認(rèn)為，它們的分手是有道理的。同樣有道理的是，美光一直不愿意向市場(chǎng)上推出第一代3D XPoint產(chǎn)品，是因?yàn)橹挥胸?cái)大氣粗的英特爾才能扛得住虧本出售它們。與DRAM相比，美光需要等待這項(xiàng)技術(shù)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力才能有利可圖，而這在3D XPoint產(chǎn)品擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模之前很難實(shí)現(xiàn)。雖然在未來兩年內(nèi)，3D XPoint會(huì)讓美光面臨虧損（特別是考慮到DRAM價(jià)格跌跌不休的情況），這項(xiàng)技術(shù)的未來似乎也是很光明的，在未來六年內(nèi)，3D XPoint的年度總銷售額將增加大約30億美元。