h1_key

  據(jù)了解，目前在集成電路市場(chǎng)上，獨(dú)立存儲(chǔ)芯片占集成電路總數(shù)量的約1/4。而在芯片面積上，僅嵌入式存儲(chǔ)芯片就占了SoC芯片面積的約80%以上，占了邏輯芯片面積的約70%以上。

  存儲(chǔ)芯片，是嵌入式系統(tǒng)芯片在存儲(chǔ)行業(yè)的具體應(yīng)用，通過(guò)在單一芯片中嵌入軟件，實(shí)現(xiàn)多功能和高性能，以及對(duì)多種協(xié)議、多種硬件和不同應(yīng)用的支持。

  根據(jù)斷電后所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)是否會(huì)丟失，存儲(chǔ)芯片分為易失性存儲(chǔ)芯片(RAM)和非易失性存儲(chǔ)芯片(NVM)。

  其中，易失性存儲(chǔ)芯片又稱隨機(jī)存取記憶體，即它在任何時(shí)候都可以讀寫。不過(guò)，當(dāng)電源關(guān)閉后，易失性存儲(chǔ)芯片不能保留數(shù)據(jù)，如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入到一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)器中，如硬盤。

  目前，易失性存儲(chǔ)芯片分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)。他們之間的不同在于生產(chǎn)工藝的不同。SRAM保存數(shù)據(jù)是靠晶體管鎖存的，而DRAM保存數(shù)據(jù)靠電容充電來(lái)維持。SRAM讀寫速度快，生產(chǎn)成本高，多用于容量較小的高速緩沖存儲(chǔ)器，而DRAM讀寫速度較慢，集成度高，生產(chǎn)成本低，多用于容量較大的主存儲(chǔ)器。

  與易失性存儲(chǔ)芯片相對(duì)應(yīng)的是非易失性存儲(chǔ)芯片。這類儲(chǔ)存芯片當(dāng)電流關(guān)掉后，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)消失的存儲(chǔ)器。在非易失性存儲(chǔ)器中，依照存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)是否能在使用電腦時(shí)隨時(shí)改寫為標(biāo)準(zhǔn)，有只讀存儲(chǔ)器(ROM)和閃存(Flash memory)二大類產(chǎn)品。

  其中，只讀存儲(chǔ)器可分為MASK ROM、OTPROM、EPROM以及EEPROM。具體為：

  MASK ROM是掩膜ROM，由于這種ROM是一旦廠家生產(chǎn)出來(lái)，使用者無(wú)法再更改里面的數(shù)據(jù)，因此目前已經(jīng)比較少使用。

  OTPROM是一次可變成存儲(chǔ)器的意思，出廠后用戶只能寫一次數(shù)據(jù)，然后再也不能修改，一般用做存儲(chǔ)密鑰。

  EPROM這種存儲(chǔ)器可以進(jìn)行多次擦除然后多次寫入，但是要需要在特定紫外線下擦除。

  EEPROM通過(guò)電場(chǎng)即可擦除數(shù)據(jù)，并寫入數(shù)據(jù)。

  易失性存儲(chǔ)芯片另一大類產(chǎn)品是閃存。

  閃存是最主要的非易失性存儲(chǔ)芯片，有NOR Flash和NAND Flash兩種。

  Nor Flash根據(jù)容量劃分，有高容量(1Gb及以上)、中(128Mb-1Gb)容量和低容量(128Mb以下)閃存。高容量制程達(dá)到46nm，主要用于汽車和工控領(lǐng)域，中低容量集制程集中55/65nm，可用于汽車、工控、消費(fèi)、通訊等領(lǐng)域。根據(jù)華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)，2018年全球Nor Flash市場(chǎng)中約41%來(lái)自于消費(fèi)電子，22%用于汽車與工控領(lǐng)域。

  NAND Flash根據(jù)儲(chǔ)存原理有SLC 、MLC、TLC等，結(jié)構(gòu)有2D、3D NAND兩大類技術(shù)。在SLC 閃存中，每個(gè)存儲(chǔ)單元僅存儲(chǔ)1bit信息：邏輯0或邏輯1，而MLC閃存每個(gè)單元存儲(chǔ)兩位信息，有2的2次方個(gè)電平狀態(tài)，TLC和QLC則分布存儲(chǔ)3、4位bit信息。

  然而，由于NAND Flash每Cell單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)越多，單位面積容量就越高，因此同時(shí)會(huì)導(dǎo)致不同電壓狀態(tài)越多，越難控制，最終造成顆粒穩(wěn)定性越差，壽命低。

  由于存儲(chǔ)芯片具有高度標(biāo)準(zhǔn)化的特性，并且品種單一，因此較難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。這導(dǎo)致各廠商需要集中在工藝技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模上比拼競(jìng)爭(zhēng)力。

  在工藝上，雖然存儲(chǔ)芯片的制程路線與邏輯電路的路線不太一樣，但是同樣面臨著摩爾定律趨近極限的瓶頸，甚至比邏輯電路來(lái)的更早一些。

  目前，存儲(chǔ)芯片制程發(fā)展到1x，1y，1z(20nm-10nm之間)，階段很難再進(jìn)一步縮小，因?yàn)殡S著制程工藝的提高，在到達(dá)一定水平之后，存儲(chǔ)芯片的穩(wěn)定性會(huì)下降，而業(yè)界一般認(rèn)為10nm是臨界點(diǎn)。

  就主要存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)而言，DRAM目前還在1x、1y水平，且有望在2020年進(jìn)入1z階段。NAND Flash制程已經(jīng)達(dá)到極限，目前，廠商們另辟蹊徑從2D轉(zhuǎn)向3D發(fā)展，目的是通過(guò)增加芯片的堆疊層數(shù)來(lái)獲得更大的存儲(chǔ)容量，而堆疊層數(shù)增加意味著光刻次數(shù)也隨之增加。

  從個(gè)別廠商來(lái)看，全球DRAM市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè)，三星、美光、SK海力士已進(jìn)入10nm制程領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)1Xnm級(jí)工藝，尤其美光已率先量產(chǎn)了1Znm級(jí)產(chǎn)品。而目前我國(guó)兆易創(chuàng)新正在研發(fā)1Xnm級(jí)工藝制程下的DRAM技術(shù)。

  NAND Flash在國(guó)際上的通用主流為64層的3D NAND Flash。

  近年來(lái)，三星、東芝、西部數(shù)據(jù)、美光以及Intel均從64層跳過(guò)72層達(dá)到了96層，其中三星、東芝/西部數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)制程技術(shù)在2020年將達(dá)到128層或以上。而SK海力士則從48層跳過(guò)了64層達(dá)到72層，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到96層。

  對(duì)于我國(guó)來(lái)講，在NAND Flash領(lǐng)域與全球巨頭們的制程技術(shù)相比還有不小差距。但長(zhǎng)江存儲(chǔ)已經(jīng)在2019年第三季度推出了64層的閃存芯片，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，趕上國(guó)際通用主流。并且在后續(xù)，長(zhǎng)江存儲(chǔ)本已計(jì)劃跳過(guò)72層、92/96層，直接開(kāi)發(fā)128層的閃存產(chǎn)品，也在今年4月份宣告成功。