اخبار

این یک دوره آشفته برای بازار حافظه بوده و هنوز تمام نشده است.

تاکنون در سال 2020 ، تقاضا برای دو نوع حافظه اصلی - NAND 3D و DRAM کمی بهتر از حد انتظار بوده است.اما اکنون در بازار با وجود کندی ، مشکلات موجودی کالا و جنگ تجاری مداوم ، عدم قطعیت وجود دارد.

علاوه بر این ، بازار 3D NAND به سمت نسل جدیدی از فناوری در حال حرکت است ، اما برخی از آنها با مشکلات عملکردی روبرو هستند.و تأمین کنندگان 3D NAND و DRAM رقابت جدیدی از چین دریافت می کنند.

پس از کاهش سرعت در سال 2019 ، بازار حافظه امسال قرار بود دوباره بهبود یابد.سپس ، همه گیری COVID-19 رخ داد.به طور ناگهانی ، درصد زیادی از کشورها اقدامات مختلفی را برای کاهش شیوع مانند سفارشات در خانه و تعطیلی مشاغل و غیره انجام دادند.به زودی آشفتگی اقتصادی و از دست دادن شغل به وجود آمد.

هرچند که مشخص شد ، اقتصاد کار در خانه تقاضای پیش بینی نشده برای رایانه های شخصی ، تبلت ها و سایر محصولات را به دنبال داشت.همچنین تقاضای سرور در مراکز داده بسیار زیاد بود.همه اینها تقاضا برای حافظه ، منطق و انواع دیگر تراشه ها را افزایش می دهد.

جنگ تجاری در حال انجام ایالات متحده و چین همچنان باعث ایجاد عدم اطمینان در بازار می شود ، اما همچنین باعث موجی از خرید تراشه وحشت شده است.اساساً ، ایالات متحده مجموعه محدودیت های تجاری را برای Huawei چین راه اندازی کرده است.بنابراین ، برای مدتی هوآوی تراشه های احتکار کرده و تقاضا را افزایش داده است.

این در حال پایان است.برای تجارت با Huawei ، شرکت های آمریکایی و دیگران پس از 14 سپتامبر مجوزهای جدیدی را از دولت ایالات متحده نیاز دارند. بسیاری از فروشندگان در حال قطع ارتباط با Huawei هستند ، که این امر بر تقاضای تراشه تأثیر می گذارد.

همه گفته شده است ، بازار حافظه به طور کلی پیچیده است ، و چندین مورد ناشناخته وجود دارد.Semiconductor Engineering برای کمک به صنعت برای دستیابی به برخی از بینش های آینده ، بازارهای DRAM ، 3D NAND و حافظه های نسل بعدی را مورد بررسی قرار داد.

پویایی DRAM
سیستم های امروزی پردازنده ها ، گرافیک و همچنین حافظه و ذخیره سازی را ادغام می کنند ، اغلب به عنوان سلسله مراتب حافظه / ذخیره سازی شناخته می شوند.در ردیف اول این سلسله مراتب ، SRAM برای دسترسی سریع به داده ها در پردازنده ادغام شده است.DRAM ، ردیف بعدی ، جداگانه است و برای حافظه اصلی استفاده می شود.از درایوهای دیسک و درایوهای ذخیره سازی حالت جامد مبتنی بر NAND (SSD) برای ذخیره سازی استفاده می شود.

سال 2019 یک دوره سخت برای DRAM بود که با تقاضای کم مصرف و پایین آمدن قیمت همراه بود.رقابت در میان سه سازنده برتر DRAM شدید بوده است.طبق بازار TrendForce ، در بازار DRAM ، سامسونگ با 43.5 درصد سهم در Q2 سال 2020 پیشتاز است و پس از آن SK Hynix (30.1 درصد) و Micron (21 درصد) سهم دارند.

انتظار می رود این رقابت با یک شرکت کننده جدید از چین تشدید شود.طبق گفته Cowen & Co. ، فناوری حافظه ChangXin چین (CXMT) اولین خط 19 نانومتری DRAM خود را با 17 نانومتر تولید در حال حمل است.

باید دید CXMT چگونه بر بازار تأثیر می گذارد.در همین حال ، در سال 2020 ، بازار DRAM تصویری مختلط است.در کل انتظار می رود که بازار DRAM به 62.0 میلیارد دلار برسد که تقریباً از 61.99 میلیارد دلار در سال 2019 تقریباً ثابت است.

اقتصاد ماندن در خانه ، همراه با رونق سرور مرکز داده ، تقاضای شدید DRAM را برای نیمه اول و سه ماهه سوم سال 2020 به وجود آورد. هندل جونز گفت: "محرک های اصلی رشد Q1 تا Q3 2020 مراکز داده و رایانه های شخصی بودند." مدیر عامل شرکت IBS.

امروزه ، فروشندگان DRAM دستگاه های مبتنی بر گره 1xnm را حمل می کنند.ایمی لئونگ ، معاون ارشد رئیس FormFactor ، تامین کننده کارت های کاوشگر برای برنامه های تست تراشه ، گفت: "ما در Q3 شاهد تقاضای DRAM قوی تری هستیم زیرا تأمین کنندگان DRAM شروع به افزایش گره های" 1nmy "و" 1nmz "می کنند.

با این حال ، اکنون نگرانی از کاهش سرعت در بخش دوم سال 2020 وجود دارد. جونز گفت: "در Q4 2020 ، به دلیل کاهش تقاضا در مراکز داده ، نرمی وجود دارد ، اما این یک افت عمیق نیست."

در همین حال ، تاکنون سال کمتری برای تقاضای حافظه در تلفن های هوشمند وجود دارد ، اما این به زودی می تواند تغییر کند.در جلو موبایل DRAM ، فروشندگان محصولات مبتنی بر استاندارد جدید رابط LPDDR5 را افزایش می دهند.به گفته سامسونگ ، سرعت انتقال داده برای یک دستگاه 16 گیگابایتی LPDDR5 5500 مگابایت در ثانیه است ، تقریبا 1.3 برابر سریعتر از استاندارد حافظه تلفن همراه قبلی (LPDDR4X ، 4266 مگابیت بر ثانیه) است.

کارل آکرمن ، تحلیلگر در Cowen ، در یک یادداشت تحقیقاتی گفت: "ما انتظار داریم تقاضای DRAM و NAND موبایل را به تقویم 2020 در تولید بالاتر دستگاه های گوشی هوشمند 5G پرچمدار که محتوای DRAM بالاتری دارند ، افزایش دهیم."

5G ، یک فناوری بی سیم نسل بعدی ، انتظار می رود که تقاضای DRAM را در سال 2021 برانگیزد. طبق پیش بینی IBS ، بازار DRAM در سال 2021 به 68.1 میلیارد دلار برسد.جونز IBS گفت: "در سال 2021 ، عامل اصلی رشد گوشی های هوشمند و تلفن های هوشمند 5G خواهد بود.""همچنین ، رشد مرکز داده نسبتاً قوی خواهد بود."

چالش های NAND
پس از یک دوره رشد کساد ، تأمین کنندگان حافظه فلش NAND نیز امیدوارند که در سال 2020 بهبود یابد. "FormFactor's Leong گفت:" ما در مورد تقاضای بلند مدت حافظه فلش NAND خوشبین هستیم.

در کل انتظار می رود بازار حافظه فلش NAND در سال 2020 به 47.9 میلیارد دلار برسد که 9٪ نسبت به 43.9 میلیارد دلار در سال 2019 افزایش یافته است.جونز IBS گفت: "درایورهای برنامه اصلی در Q1 تا Q3 2020 تلفن های هوشمند ، رایانه های شخصی و مراکز داده بودند.""ما در Q4 2020 مقداری از نرم بودن تقاضا را دیده ایم ، اما قابل توجه نیست."

براساس IBS پیش بینی می شود در سال 2021 بازار NAND به 53.3 میلیارد دلار برسد.جونز گفت: "محرک های اصلی در سال 2021 تلفن های هوشمند خواهند بود.""ما شاهد افزایش حجم و همچنین افزایش محتوای NAND برای هر تلفن هوشمند هستیم."

در بازار NAND ، سامسونگ با سهمی 31.4 درصدی در سه ماهه دوم سال 2020 پیشتاز است و پس از آن Kioxia (17.2٪) ، Western Digital (15.5٪) ، SK Hynix (11.7٪) و سپس Micron (11.5٪) و به گفته TrendForce اینتل (11.5٪).

اگر این رقابت کافی نباشد ، اخیراً Yangtze Memory Technologies (YMTC) چین با یک دستگاه 64 لایه وارد بازار 3D NAND شده است.جونز گفت: "YMTC در سال 2021 رشد نسبتاً شدیدی خواهد داشت ، اما سهم بازار آن بسیار کم است."

در همین حال ، برای مدتی ، تأمین کنندگان 3D NAND ، جانشین حافظه فلش NAND مسطح را افزایش می دهند.برخلاف NAND مسطح ، که ساختاری 2 بعدی است ، 3D NAND شبیه آسمان خراش عمودی است که در آن لایه های افقی سلول های حافظه روی هم قرار گرفته و سپس با استفاده از کانال های عمودی بسیار کوچک متصل می شوند.

3D NAND با تعداد لایه های انباشته شده در دستگاه کمی می شود.با افزودن لایه های بیشتر ، تراکم بیت در سیستم ها افزایش می یابد.اما با افزودن لایه های بیشتر ، چالش های تولید افزایش می یابد.

3D NAND همچنین به مراحل دشوار رسوب و اچ نیاز دارد."شما از شیمی های مختلفی استفاده می کنید.شما همچنین دنبال پروفایل های خاص اچ هستید ، مخصوصاً برای اچ با نسبت ابعاد بالا یا آنچه که آنها HAR می نامند.برای 3D NAND ، این بسیار حیاتی شده است. "Ben Rathsack ، معاون رئیس جمهور و معاون مدیر کل در TEL America ، هنگام ارائه اخیر گفت.

سال گذشته ، تأمین کنندگان محصولات 64 لایه NAND 3D را حمل می کردند.جئونگدونگ چو ، همکار ارشد فنی در TechInsights گفت: "امروزه دستگاه های NAND سه بعدی 92 و 96 لایه رایج است.""این دستگاه ها در موبایل ، SSD و بازار شرکت رایج هستند."

128 Nade 3D NAND نسل بعدی فناوری است.گزارشاتی مبنی بر وجود برخی تأخیرها در اینجا در میان مشکلات تولید وجود دارد."128L به تازگی منتشر شده است.128L SSD به تازگی در بازار عرضه شده است. ”"این کمی تأخیر است.مشکلات بازده هنوز وجود دارد. "

مشخص نیست که این مشکل تا چه مدت ادامه خواهد داشت.با این وجود ، تامین کنندگان مسیرهای مختلفی را برای مقیاس بندی 3D NAND طی می کنند.برخی از آنها به اصطلاح از روش stacking string استفاده می کنند.به عنوان مثال ، برخی در حال توسعه دو دستگاه 64 لایه هستند و آنها را روی هم قرار می دهند و یک دستگاه 128 لایه را تشکیل می دهند.

دیگران در مسیر دیگری هستند.چوئه گفت: "سامسونگ روش 128 تایی را برای یك پشته حفظ كرد كه شامل اچ كانال عمودی با نسبت ابعاد بسیار بالا است.

صنعت به مقیاس بندی 3D NAND ادامه خواهد داد.تا پایان سال 2021 ، چوئه انتظار دارد كه قطعات NAND سه بعدی 176 تا 192 لایه در معرض خطر تولید قرار گیرند.

در اینجا چالش هایی وجود دارد.ریک گوتسچو ، مدیر CT از Lam Research ، گفت: "ما در مورد مقیاس بندی 3D NAND خوشبین هستیم.""مقیاس بندی 3D NAND دو چالش بزرگ دارد.یکی استرس در فیلم ها است که در هنگام رسوب بیشتر و بیشتر لایه ها ایجاد می شود ، که می تواند ویفر را تاب دهد و الگوها را تحریف کند ، بنابراین وقتی دو طبقه یا سه طبقه می روید ، ترازبندی یک چالش بزرگتر می شود. "

مشخص نیست که 3D NAND تا کجا مقیاس خواهد گرفت ، اما همیشه تقاضای بیت های بیشتر وجود دارد.گوتسکو گفت: "تقاضای طولانی مدت وجود دارد.""رشد انفجاری در داده ها ، و تولید و ذخیره سازی داده ها وجود دارد.همه این برنامه ها برای استخراج داده ها برنامه های جدیدی را برای داده های بیشتر تغذیه می کنند ، بنابراین تقاضای سیری ناپذیری برای داده ها و ذخیره داده ها برای همیشه وجود دارد. "

حافظه نسل بعدی
برای مدتی ، صنعت در حال توسعه چندین نوع حافظه نسل بعدی مانند حافظه تغییر فاز (PCM) ، STT-MRAM ، ReRAM و سایر موارد است.

این نوع حافظه از آن جهت جذاب هستند که سرعت SRAM و عدم نوسان فلش را با استقامت نامحدود ترکیب می کنند.اما توسعه حافظه های جدید طولانی تر شده است زیرا آنها از مواد پیچیده و طرح های سوئیچینگ برای ذخیره داده استفاده می کنند.

از بین انواع حافظه های جدید ، PCM بیشترین موفقیت را داشته است.مدتی است که اینتل 3D XPoint را که یک PCM است ارسال می کند.میکرون همچنین در حال حمل و نقل PCM است.یک حافظه غیر فرار ، PCM با تغییر حالت ماده ، داده ها را ذخیره می کند.سریعتر از فلش ، با استقامت بهتر.

STT-MRAM نیز در حال حمل و نقل است.از ویژگی های آن می توان به سرعت SRAM و عدم نوسان فلش با مقاومت نامحدود اشاره کرد.از مغناطیس چرخش الکترون برای ایجاد خواص غیر فرار در تراشه ها استفاده می کند.

STT-MRAM در برنامه های مستقل و جاسازی شده ارائه می شود.در تعبیه شده ، هدف آن جایگزینی NOR (eFlash) در 22 نانومتر و بالاتر از آن در میکروکنترلرها و تراشه های دیگر است.

ReRAM تاخیر کمتری در خواندن و عملکرد نوشتن سریعتر از فلش دارد.در ReRAM ، ولتاژ به پشته مواد وارد می شود و تغییری در مقاومت ایجاد می کند که داده ها را در حافظه ضبط می کند.

دیوید اوریو ، مدیر فنی مدیریت محصول در UMC ، گفت: "ReRAM و تا حدودی MRAM تحت تأثیر عدم موفقیت در موارد استفاده از حجم قرار گرفته اند.""هر فناوری از PCM تا MRAM تا ReRAM نقاط ضعف و قوت خود را داشته است.ما پیش بینی های مهیج بسیاری از این فناوری ها را دیده ایم ، اما واقعیت این است که آنها هنوز در دست کار هستند. "

در حالی که PCM در حال افزایش است ، سایر فناوری ها تازه در حال ریشه دار شدن هستند.اوریو گفت: "مسئله بلوغ در پذیرش محصول ، همان چیزی است كه باید در طول زمان برای جلب اعتماد به قابلیت های راه حل نشان داده شود.""مسائل مربوط به هزینه ها ، عملکرد آنالوگ و موارد استفاده به طور کلی مطرح شده است و فقط تعداد کمی از آنها با چالش ها روبرو هستند.اکثریت افراد بیش از حد خطرناک هستند که بتوانند شرط بندی کنند و در معرض کل هزینه های مالکیت قرار گیرند.

این بدان معنا نیست که MRAM و ReRAM پتانسیل محدودی دارند."ما در MRAM و ReRAM پتانسیل آینده را می بینیم.PCM ، گرچه نسبتاً گران است ، نشان داده شده است که کار می کند و شروع به بالغ شدن می کند. ""صنعت ما به طور مداوم مواد و موارد استفاده در ارتباط با توسعه پذیرش بلوغ این طرح های حافظه جدید را بهبود می بخشد و این برنامه ها برای برنامه های پیشرفته مانند هوش مصنوعی ، یادگیری ماشین و پردازش در حافظه یا برنامه های محاسبات در حافظه به بازار عرضه می شوند. .آنها به بسیاری از ماشین آلاتی که امروز برای برنامه های مصرف کننده ، اینترنت اشیا هوشمند ، ارتباطات ، سنجش سه بعدی ، پزشکی ، حمل و نقل و سرگرمی و سرگرمی استفاده می کنیم ، گسترش خواهند یافت. "(از مارک لاپدوس)