下一代储存技术盘点:四种技术潜力最大

随着移动设备、物联网应用的兴起，对于节能的数据储存与内存技术需求日益增加。 目前的内存技术以DRAM与NAND闪存为主流，但DRAM的读写速度快无法长时间储存数据；NAND Flash能保存数据， 但读写速度不佳。

同时兼具运算、储存能力的下世代内存，如磁阻式内存(MRAM)、电阻式内存(RRAM)、3D XPoint技术与高潜力的自旋电子磁性内存(STT-MRAM)等，就成为下世代内存技术的新宠儿。

MRAM的技术在学理上访问速度将超越DRAM达到接近SRAM，且断电后数据不流失，早期由Everspin公司开发，被视为下世代内存技术的重要的竞争者。 2017年是MRAM技术爆发的一年，当年在日本举办的大规模集成电路技术日本举办的大规模集成电路技术、系统和应用国际研讨会，格罗方德与 Everspin公司共同发布有抗热消磁eMRAN技术，具能够让数据在摄氏150度下保存数据， 可长达十数年的22奈米制程的制程技术，预计2017年底、2018年投产。

而曾经投入内存研发生产，但却不敌成本高昂而退出内存市场的台积电，在2017年台积电技术论坛中，揭露已具备22奈米制程嵌入式磁阻式内存(eMRAM)的生产技术， 预定2018年试产。

RRAM其优点是消耗电力较NAND低，且写入信息速度比NAND闪存快1万倍，主要投入研究的厂商有美光、Sony、三星。

台积电也已宣布具备生产22奈米eRRAM技术。 3D XPoint技术的主要厂商为英特尔与美光，采用多层线路构成的三维结构，并采用栅状电线电阻来表示0和1，原理类似RRAM。

为储存装置的良好的替代品，具有比NAND闪存快了近1,000倍，也可用于指令周期要求低的计算应用。

STT-MRAM是运用量子力学的电子自旋角动量的技术应用，具有DRAM和SRAM的高性能且低功耗，并兼容现有的CMOS制造技术与制程。

目前主要投入厂商有IBM与三星、SK海力士和东芝，其中IBM和三星在IEEE发布研究论文表示，已成功实现10奈秒的传输速度和超省电架构。

尽管下世代内存未来有望取代部分DRAM与NAND闪存的市场，甚至取代旧有技术。 但是笔者认为，随着人工智能、物联网装置与更多的数据收集与感测需求，下世代的内存技术首先将着眼于以新应用的需求为主，如台积电锁定的嵌入式内存，并充分发挥运算与储存二合一的优势，进一步微缩大小，达到组件更高的市场渗透率。

但是若从厂商动态来看，22奈米的eMRAM技术将于2018年年后逐渐成熟，并开始有大量的市场应用。

（作者是国家实验研究院科技政策研究与信息中心研究员）