440亿美元 新型存储进入发展快车道

近日，ObjectiveAnalysis和CoughlinAssociates新发布的报告显示，新型存储器已经开始增长，到2032年应该会攀升至约440亿美元。

当前的存储器技术，包括闪存（NAND 和 NOR）、DRAM 和 SRAM，虽然占据了当下最大的市场份额，但其在持续改进方面面临潜在的技术限制，已经难以满足人工智能、物联网、5G等新兴应用场景对存储与计算越来越高的性能要求。

因此，人们努力开发新的存储技术。这些新技术在具备高能效比的同时，大多采用非易失性存储器技术，可用于长期存储或提供不通电时不丢失信息的存储器。这为电池和环境供电设备以及数据中心的节能提供了优势。

报告指出，通过取代包括 NOR 闪存、SRAM 和 DRAM 在内的现有技术，新兴内存市场最初将增长到 440 亿美元的水平。新存储器将取代微控制器、ASIC 甚至计算处理器中的独立存储器芯片和嵌入式存储器，之后它们将成长为自己的新市场。

“这是未来十年值得关注的半导体市场，”Coughlin Associates 总裁 Thomas Coughlin 博士说,“那些参与这个市场的人可以计划实现显著增长。”

SoC的设计人员和用户已经将这些新的非易失性存储器整合到前沿设计中，以实现更具竞争力的功耗和系统响应能力。采用这种方法的人将享有巨大的市场优势。

“所有类型系统的设计人员都发现新兴存储器提供了以前无法获得的新优势，”Objective Analysis 总经理 Jim Handy 说。随着新的嵌入式存储器类型降低功耗，物联网将发生革命性变化。更大的系统已经在改变其架构以采用持久内存来改善延迟和数据完整性。”

该报告解释了独立 MRAM 和 STT-RAM 收入将如何增长到约 14 亿美元，或 2021 年独立 MRAM 收入的 30 倍以上。与此同时，嵌入式 RRAM 和 MRAM 将竞争取代 SoC 中的大部分嵌入式 NOR 和 SRAM，从而推动更大的收入增长。

目前，新型存储领域较为成熟的技术路线主要有相变存储器（PCM）、磁变存储器（MRAM）、铁电存储器（FRAM）、以及阻变存储器（RRAM）4种。PCM通过相变材料相态的变化获得不同的电阻值，MRAM通过磁性材料中磁畴/自旋磁筹的方向变化改变电阻，FRAM利用“铁电”效应来存储数据，RRAM则利用阻变材料中导电通道的产生或关闭实现电阻变化。

由于RRAM独特的随机和电气特性， 基于RRAM的PUF（physical unclonable function物理不可克隆）技术能够为数据提供更强有力的保护，应用于安全存储等领域；此外，高能效、低功耗的RRAM具有丰富的开关动态，可以支持大规模集成、低功耗外围设备和用于构建类脑计算芯片和系统的特定应用架构等特点，使其在人工智能、存内计算和旨在模仿人脑的应用程序中具有显著优势，成为下一代内存的主要竞争者。

新型存储的成长绝非一蹴而就，未来几年，DRAM和NAND Flash仍将继续站稳存储芯片市场主导地位。但随着5G、人工智能等新兴领域的快速发展，强烈的市场需求将为新型存储带来强劲的发展动力。而随着各家半导体大厂相继投入，新兴存储器的产业化进程已经按下了快进键。

从长远来看，存储器对全球半导体产业格局的塑造更为直接。在下一代信息产业和数字经济发展中，存储器的基础性功能作用更加凸显，谁掌握了存储器研发和生产的核心技术，谁将在新一轮的信息产业和数字经济竞争中掌握主导权。