存储器思谋发展

　　热NAND将遇“post”?

　　“2011 is likely to be the year of theNAND.”2011年或是NAND年，这么热的产品将遭遇“post NAND”? 变革是必然的， 答复是肯定的。NAND告别了劲增38%“最伟大”的2010年，在智能手机和平板电脑两大红火产品的拉抬下，2011年仍将保持两位数增长，市场调研公司iSuppli最近报告指出，今年NAND将续增18%，达220亿美元，从bit使用量讲，更将窜升72%，达到193亿GB。但到2011年末，由于过度乐观而将带来供过于求和价格走低，使2012年的增长率由正转负，等到2013年才可望反弹，再增11%，2014年又将是停滞的平淡之年(图2)。

　　市场调研公司Gartner展望，2014年NAND存储数据的需求，将从现在的10E(E=1018)B增长到100EB，其中包括智能手机在内的手机约占33%，平板电脑约18%，两者合计过半，达51%。又据市场调研公司DMeXchange日前报告显示，2011年世界NAND的出货量如果换算成每个16 GB计算的话，合共93.3亿个，比上年劲增78%。该公司称，生产工艺技术将迅速发展，2010年以4Xnm和3Xnm为主，2011年即将转向3Xnm和2Xnm工艺。

　　由于平板电脑特别是苹果公司的iPad对消费者极具诱惑力，消量大增，牵引NAND顺势上扬，被称为“苹果效应”。iSuppli公司预测，2011年平板电脑用NAND的存储容量将陡增到23亿GB，比上年爆增382%，如按每个1GB容量计算，那出货量更将有近5倍之增，超过20亿TB。且未来几年不见消沉之势，预计到2014年将连年增长到123亿GB(图3)。平板电脑用NAND在全部NAND供货量中的比重，2011年将从上年的4.3%提升到11.8%，2014将进一步扩大到16%。

　　Post NAND 发迹

　　最近几年，半导体业中NAND工艺的微细化是发展最快的，大约是每1年3个月～l年半间前进一代，使相同面积上的存储容量翻番。当下最先进的NAND是用25nm工艺制造的64GB产品。但是，这种强劲发展在3～4年内或将碰壁，预计2011年将跨进20nm代，2012年16～17nm代，2013年进入15nm代，业界认为，15nm可能是微细化的极限，到了NAND王朝陷落之时。

　　怎么办?业界提出了两条道路：一是沿袭NAND的工作原理，变更它的单元结构;二是引进全新的工作原理，例如釆用阻抗变化材料的ReRAM(Resistive RAM――电阻M)等，3D结构则是两者的共同发展方向。

　　原先的制造微细化都是在平面上缩小尺寸，以增加单位面积的存储容量，而今改为在硅基板上釆取存储单元垂直立体堆叠方式，如果堆叠4个单元，面积缩小到1/4，效果十分显著，容量增大，成本缩减。这项研发始自本世纪之交，至今若干厂商已然计划产品化，走在最前面几家的目标，是于2014年左右釆用17nm工艺，2bit/单元，4单元堆积方式，量产1T(1012)B的3D NAND，承接15nm以下的256GB平面NAND，使产品容量一举扩大4倍。

　　除了3D结构NAND以外，新的非挥发存储器的开发也在加速，它们变革了工作原理，提高了性能，主要产品有ReRAM、PRAM(Phase RAM――相变RAM)和MRAM(Magnetic RAM――磁性RAM)3类。业界估计，2014年1TB的ReRAM有可能量产化，早已量产的MB级PRAM和MRAM也势必要走大容量化的道路，上述几类产品的特性约如表2所示。

　　展望NAND市场发展，今后将有两个阶段：第一阶段(2011～2015年)，以智能手机、平板电脑以及配置SSD的PC终端需求均可望继续扩大;第二阶段(2015年～ )，由从事云计算的服务器和数据中心等各类基础设施牵引需求。