一文知道新興非易失性存儲(chǔ)（NVM）市場(chǎng)及技術(shù)趨勢(shì)

大型廠商的產(chǎn)品導(dǎo)入、存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存（SCM）的新興應(yīng)用以及五大邏輯代工廠的涉足將推動(dòng)非易失性存儲(chǔ)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

新興非易失性存儲(chǔ)（NON-VOLATILE MEMORY， NVM）有利的市場(chǎng)環(huán)境

相變存儲(chǔ)（phase-change memory， PCM）、磁阻式隨機(jī)存儲(chǔ)（magnetoresistive random access memory， MRAM以及阻變式存儲(chǔ)（resistive random access memory， RRAM）等主要非易失性存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)有了較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)歷史。但是，由于種種因素，它們?cè)诶袌?chǎng)的應(yīng)用仍然有限?，F(xiàn)有產(chǎn)品的存儲(chǔ)密度有限，新興NVM開(kāi)拓廠商在高存儲(chǔ)密度產(chǎn)品導(dǎo)入上又有所延誤。新材料和新工藝步驟的引入，也帶來(lái)了制造挑戰(zhàn)。同時(shí)，主流存儲(chǔ)技術(shù)也在不斷的提高存儲(chǔ)密度、降低成本。最后，NVM市場(chǎng)也缺少一款殺手級(jí)應(yīng)用來(lái)挑戰(zhàn)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)（DRAM）和NAND閃存。

獨(dú)立存儲(chǔ)器市場(chǎng)供應(yīng)鏈主要廠商

不過(guò)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些有利因素將推動(dòng)新興NVM市場(chǎng)進(jìn)入快速增長(zhǎng)軌道，這些因素包括：

- 新的存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存細(xì)分市場(chǎng)的出現(xiàn)。這是工作存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)保存間系統(tǒng)架構(gòu)中的另一種分級(jí)存儲(chǔ)器體系。旨在通過(guò)提升系統(tǒng)速度來(lái)降低延時(shí)。它將支持DRAM和NAND，并與之共存。

- 產(chǎn)業(yè)巨頭Intel在2017年為SCM應(yīng)用，推出了PCM 3D XPoint存儲(chǔ)。Micron（鎂光）也將在2017年末推出3D XPoint存儲(chǔ)。

- 從2016年高于100萬(wàn)美元的融資狀況來(lái)看，投資者對(duì)新興NVM市場(chǎng)仍非常樂(lè)觀。

TSMC（臺(tái)積電）、Samsung（三星）、GlobalFoundries（格羅方德）、UMC（聯(lián)華電子）以及SMIC（中芯國(guó)際）等大型代工廠商正在進(jìn)入新興的NVM存儲(chǔ)市場(chǎng)。它們將在2018/2019年間為嵌入式MCU推出MRAM和RRAM技術(shù)。NVM由于能夠與CMOS技術(shù)兼容，因此是這些代工廠顯著提高存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的極好機(jī)遇。

新興非易失性存儲(chǔ)的上市時(shí)間經(jīng)常因?yàn)楠?dú)立存儲(chǔ)而延后

未來(lái)五年，SCM和嵌入式微控制器將引領(lǐng)新興NVM市場(chǎng)增長(zhǎng)

2016~2022年，新興NVM市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）預(yù)計(jì)可達(dá)106%，市場(chǎng)規(guī)模到2022年將增長(zhǎng)至39億美元。新的SCM分級(jí)和嵌入式MCU將驅(qū)動(dòng)新興NVM市場(chǎng)增長(zhǎng)。塑造一類新的存儲(chǔ)變化巨大，需要存儲(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)中的所有廠商參與，開(kāi)發(fā)各種配套的硬件和軟件。SCM將會(huì)被應(yīng)用于企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)和客戶端應(yīng)用，隨后將進(jìn)入移動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域。2017年初期，Intel針對(duì)SCM應(yīng)用推出的XPoint存儲(chǔ)便是改變市場(chǎng)的重磅產(chǎn)品。

商業(yè)產(chǎn)品的性能比較

嵌入式MCU通常使用eflash NVM技術(shù)，但是該技術(shù)需要消耗大量的能耗，并且其擴(kuò)展性在28nm節(jié)點(diǎn)開(kāi)始變得成本太過(guò)高昂。隨著新興NVM近期的擴(kuò)展進(jìn)展，它將越來(lái)越多的應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴產(chǎn)品、智能卡及其它市場(chǎng)應(yīng)用的低功耗MCU。得益于新興NVM技術(shù)的低功耗表現(xiàn)，它們將率先應(yīng)用于40nm工藝節(jié)點(diǎn)，而后得益于其成本競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)，將應(yīng)用于28nm節(jié)點(diǎn)，再然后將應(yīng)用于22nm節(jié)點(diǎn)。TSMC、GlobalFoundries、UMC、SMIC以及Samsung等頂級(jí)代工廠商由于制造了全球大部分的MCU，必將驅(qū)動(dòng)新興NVM的應(yīng)用增長(zhǎng)。

存儲(chǔ)芯片的擴(kuò)展性和存儲(chǔ)密度影響了存儲(chǔ)的性能和成本，因此成為存儲(chǔ)選擇的主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。在這方面，本報(bào)告提供了清晰的存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展路徑圖，包括技術(shù)節(jié)點(diǎn)、芯片密度和成本。

新興NVM市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

本報(bào)告介紹了新興NVM技術(shù)為什么以及如何在各個(gè)市場(chǎng)獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。本報(bào)告詳細(xì)剖析了兩個(gè)重要的細(xì)分市場(chǎng)。首先是獨(dú)立應(yīng)用市場(chǎng)，包括企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)SCM、客戶端SCM、大容量存儲(chǔ)、工業(yè)、運(yùn)輸和消費(fèi)電子等。其次是嵌入式應(yīng)用，包括MCU、移動(dòng)設(shè)備靜態(tài)RAM、高性能計(jì)算應(yīng)用的SRAM快速緩沖存儲(chǔ)以及嵌入式NVM系統(tǒng)級(jí)芯片等。

新興NVM存儲(chǔ)的潛在應(yīng)用、存儲(chǔ)密度和價(jià)格定位

新興NVM存儲(chǔ)獨(dú)立應(yīng)用市場(chǎng)主要由PCM和RRAM驅(qū)動(dòng)，嵌入式存儲(chǔ)市場(chǎng)則由MRAM和RRAM驅(qū)動(dòng)

新興NVM市場(chǎng)主要由三種技術(shù)引領(lǐng)：PCM、RRAM和MRAM。在獨(dú)立應(yīng)用市場(chǎng)，未來(lái)五年將主要集中在SCM，大型廠商的技術(shù)選擇現(xiàn)在已經(jīng)非常清晰。Micron/Intel選擇了PCM。SK Hynix（SK海力士）和Sandisk（閃迪）/Western Digital（西部數(shù)據(jù)）則選擇了PCM和SCM應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)者RRAM。Samsung得益于其針對(duì)3D NAND的垂直3D方案的兼容性，似乎也將傾向于RRAM。SCM市場(chǎng)最初將由PCM引領(lǐng)，但是，之后將由RRAM驅(qū)動(dòng)。

新興NVM技術(shù)應(yīng)用

對(duì)于嵌入式應(yīng)用，不同新興NVM技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。不過(guò)，本報(bào)告預(yù)計(jì)根據(jù)應(yīng)用要求的不同，多種技術(shù)解決方案將同時(shí)并存。TSMC、GloalFoundries、Samsung以及Sony等頂級(jí)代工廠商采用了STTMRAM。STTMRAM初期主要針對(duì)的是MCU eFlash市場(chǎng)的發(fā)展，隨后將在移動(dòng)和高性能計(jì)算中替代SRAM。對(duì)于RRAM嵌入式應(yīng)用，主要采用廠商為TSMC、UMC和SMIC。RRAM初期將主要面向低成本應(yīng)用，如智能卡、物聯(lián)網(wǎng)和通用應(yīng)用的嵌入式MCU。RRAM的最終目標(biāo)將是在高性能MPU中替代3D NAND，實(shí)現(xiàn)在單片系統(tǒng)級(jí)芯片中的集成。PCM仍在參與競(jìng)爭(zhēng)，STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體）是該技術(shù)的主要推動(dòng)者，它選擇了PCM作為汽車市場(chǎng)28nm節(jié)點(diǎn)的最佳新興NVM解決方案。

新興NVM市場(chǎng)供應(yīng)鏈（樣刊模糊化）

本報(bào)告按應(yīng)用、出貨量、Gbit、營(yíng)收及晶圓數(shù)量細(xì)分，針對(duì)每種技術(shù)進(jìn)行了市場(chǎng)預(yù)測(cè)。還綜述了主要的技術(shù)趨勢(shì)，以及主要廠商的重要技術(shù)發(fā)展動(dòng)向。

新興NVM市場(chǎng)承載了廣泛的不同技術(shù)、業(yè)務(wù)模式及細(xì)分市場(chǎng)，尤其是在比較獨(dú)立應(yīng)用和嵌入式應(yīng)用時(shí)。由此，本報(bào)告詳細(xì)分析了不同供應(yīng)鏈上的各級(jí)廠商，例如獨(dú)立應(yīng)用市場(chǎng)和嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)中的集成器件制造商（IDM）、代工廠商以及新興NVM初創(chuàng)企業(yè)等，以及它們應(yīng)用新興NVM技術(shù)的市場(chǎng)策略。

新興NVM產(chǎn)品上市時(shí)間

當(dāng)前的一個(gè)重大技術(shù)改變是半導(dǎo)體NAND固態(tài)驅(qū)動(dòng)替代硬盤驅(qū)動(dòng)。未來(lái)的變革將是新興NVM的到來(lái)。本報(bào)告分析了供應(yīng)鏈的動(dòng)態(tài)變化，以深入了解當(dāng)前每種應(yīng)用及技術(shù)相關(guān)的主要市場(chǎng)廠商，以及隨著新興NVM的到來(lái)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)將如何發(fā)展。本報(bào)告還特別分析了中國(guó)存儲(chǔ)市場(chǎng)的供應(yīng)鏈，得益于中國(guó)政府的巨量資金支持計(jì)劃和巨大存儲(chǔ)需求，中國(guó)存儲(chǔ)市場(chǎng)正在快速發(fā)展。

存儲(chǔ)市場(chǎng)廠商的互相蠶食趨勢(shì)