《新兴非易失性存储(NVM)技术及市场趋势-2020版》
2020-03-04 20:24:00   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

据麦姆斯咨询介绍,近三年市场见证了存储级内存(SCM)市场的腾飞和快速扩张,预计营收将在未来几年内达到10亿美元。达成预期的关键是3D XPoint的引入,这是由Micron(美光科技)和Intel(英特尔)共同开发的一种独立PCM技术。

Emerging Non-Volatile Memory 2020

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2019年基于PCM(相变存储)的持久内存成为市场热点,嵌入式STT-MRAM(自旋转移矩-磁随机存储)终于量产

据麦姆斯咨询介绍,近三年市场见证了存储级内存(SCM)市场的腾飞和快速扩张,预计营收将在未来几年内达到10亿美元。达成预期的关键是3D XPoint的引入,这是由Micron(美光科技)和Intel(英特尔)共同开发的一种独立PCM技术,由英特尔在2017年以商品名Optane™商业化。

2019年初,英特尔开始将Optane™持久内存与最新一代的Xeon可扩展处理器(即Cascade Lake)一起商业化。据英特尔称,很多领先厂商一直在探索将持久内存用于众多数据中心应用,目前有200多个基于Optane™ NVDIMM(非易失性双列直插式内存模块)的概念验证正在进行中,而从概念验证到部署的转换率已经超过80%。

2019年末,美光科技发布了自己的基于3D XPoint的SSD(固态硬盘)X100,其他IDM(集成器件制造商)可能会在未来几年进入SCM市场。不过,英特尔在持久内存领域具有显著优势,因为它是唯一一家能够通过整合Cascade Lake CPU和Optane™,为数据密集型应用提供完整解决方案的供应商。

英特尔的竞争对手们由于需要研究利用当前正在开发的新互连/协议的替代架构而延缓脚步。本报告全面概览了不断增长的持久内存业务,其竞争格局、产品路线图以及相关厂商的动态。

新兴NVM应用

新兴NVM应用

在嵌入式新兴NVM技术中,得益于IDM/代工厂的积极参与以及设备供应商的支持,MRAM(磁阻随机存取存储)的发展速度相对较快,供应商们一直在为棘手的技术挑战提供新的解决方案。值得关注的是,2019年3月,Samsung(三星)宣布批量生产面向MCU(微控制器单元)、IoT(物联网)应用和内存缓冲器应用的嵌入式MRAM。

2019年新兴NVM市场里程碑及生态系统

2019年新兴NVM市场里程碑及生态系统

2025年新兴NVM市场总体规模将超过60亿美元,嵌入式业务将占1/3

2025年,在低延迟存储(企业和客户端驱动)和持久内存(NVDIMM)这两个关键细分市场的驱动下,独立新兴NVM市场预计将增长至约41亿美元。得益于英特尔与其服务器CPU捆绑销售的3DXPoint产品(特别是NVDIMM),PCM将成为领先的技术。2019年,Everspin开始在GlobalFoundries(格芯,28nm)试生产1Gb的STT-MRAM。

未来几年,STT-MRAM将通过在特定驱动(例如存储加速器)中的1Gb芯片应用而持续市场渗透。如果顺利的话,这将促进销售和出货量的增长,并推动代工厂通过开发/制造高密度器件(≥4Gb)继续支持MRAM业务。

到目前为止,RRAM主要由Adesto的低密度CBRAMTM(导电桥接随机存取存储器)产品商业化,用于EEPROM(带电可擦可编程只读存储器)的替代。目前最高的RRAM密度仅为8Mb(富士通-松下),但有望取得飞速发展,一家IDM厂商针对低延迟存储产品的新型100Gb级芯片预计将于2020年推出。

独立新兴存储密度和价格定位

独立新兴存储密度和价格定位

嵌入式新兴NVM现在正处于起步阶段,将由MCU和IoT以及ASIC产品的内存缓冲器(例如AI加速器、显示驱动器和CMOS图像传感器)驱动。预计嵌入式MRAM将在未来五年内引领嵌入式新兴NVM市场。不过,PCM和RRAM并没有退出竞争,由于它们独特的忆阻特性(类似于突触),它们都有望用于或将在2023年普及的模拟存内计算(In-Memory Computing)应用。

Yole在本报告中详细介绍了每种应用的市场发展,以及有效提高新兴内存应用的挑战和策略。

2019~2025年独立和嵌入式新兴NVM市场营收预测

2019~2025年独立和嵌入式新兴NVM市场营收预测

IDM/代工厂加速先进技术节点上的嵌入式新兴NVM应用

过去三年来,顶级代工厂/IDM一直在为新兴NVM开发28/22nm技术工艺。

三星晶圆厂一直专注于嵌入式MRAM,并率先在2019年3月宣布量产(28nm FDSOI)。格芯将以嵌入式MRAM进入市场,取代22nm FDSOI上的eFlash,并且正在为更先进节点(12nm FinFET)开发类似于SRAM的版本。TSMC(台积电)提供22nm(平面本体)工艺节点的嵌入式MRAM,以及40 nm和22 nm工艺节点的RRAM;台积电RRAM的目标应用是低功耗、低成本的IoT和PMIC。UMC(联电)正在开发28/22nm(平面本体)的MRAM和RRAM。经过数年对MRAM的默默耕耘,英特尔正准备在22nm FinFET上量产嵌入式MRAM。在IEDM 2019(国际电子器件会议)上英特尔还展示了有前景的L4缓存应用。

新兴存储技术及关键厂商

新兴存储技术及关键厂商

随着移动市场的放缓,代工厂商正在寻找新的增长机会,庞大的独立内存市场似乎是一个非常有吸引力的目标市场。同时,IDM厂商正在增加其晶圆厂业务,以为“存内计算”的应用做好准备,旨在通过紧密集成内存和逻辑芯片来减少延迟并提高系统性能。收购嵌入式NVM专有技术(knowhow)有望实现这两个方向的业务扩展。

在此背景下,英特尔又凭借跨界的运营在竞争中处于独特的优势地位:它为其庞大的CPU业务开发嵌入式内存,同时还涉足独立内存(3D NAND和3DXPoint)。因此,英特尔对于所有新兴NVM技术(包括最新一代FeFET)都有内部开发就不足为奇了。本报告详细介绍了所有此类厂商在竞争性存储领域的开发过程及动态现状。

2019年新兴NVM桥接了独立存储和代工业务

2019年新兴NVM桥接了独立存储和代工业务

报告涉及的部分公司:4DS, Adesto, Aeroflex, Antaios, Apple, Applied Materials, ARM, Avalanche, Buffalo, Canon Anelva, CEA Leti, ChangXin Memory Technologies, Cisco, Crocus Nanoelectronics, Crossbar, Cypress, Dell, eBay, EMC, Evaderis, Everspin, Facebook, Ferroelectric Memory Company, Fujitsu, Fusion IO, GigaDevice, GlobalFoundries, Google, H-Grace, Hikstor, HLMC, Honeywell, HP, HProbe, Huawei, IBM, Imec, Infineon, Intermolecular, Innovative Silicon, Intel, ITRI, Jiangsu Advanced Memory Technology, Kioxia, Lenovo, Macronix, Maxim, Materion, Mediatek, Microchip, Micron, Mythic, Nantero, Nanya, National Tsing Hua University, NEC, NetApp, Nike, Nokia, Numen, Numonyx, NXP, Panasonic, Qualcomm, Quantum, Rambus, Reliance, Renesas, Samsung, SanDisk, Seagate, SK Hynix, Smart Modular Technologies, SMIC, Sony, Spansion, Spin Memory, Spintec, Spreadtrum, STMicroelectronics, Stanford University, Syntiant, TDK, Tezzaron, Tohoku University, TEL, TEL Magnetic Solutions, Teledyne e2v, Toshiba, Towerjazz, TPSCo, Tsinghua Unigroup, TSMC, UMC, Violin Memory, Weebit, Western Digital, Winbond, XFab, XMC, YMTC, various emerging Chinese NVM players…

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