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  據(jù)了解，目前在集成電路市場上，獨立存儲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。

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

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

  其中，易失性存儲芯片又稱隨機存取記憶體，即它在任何時候都可以讀寫。不過，當電源關(guān)閉后，易失性存儲芯片不能保留數(shù)據(jù)，如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入到一個長期的存儲器中，如硬盤。

  目前，易失性存儲芯片分為動態(tài)隨機存儲器(DRAM)和靜態(tài)隨機存儲器(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器。

  與易失性存儲芯片相對應(yīng)的是非易失性存儲芯片。這類儲存芯片當電流關(guān)掉后，所存儲的數(shù)據(jù)不會消失的存儲器。在非易失性存儲器中，依照存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)是否能在使用電腦時隨時改寫為標準，有只讀存儲器(ROM)和閃存(Flash memory)二大類產(chǎn)品。

  其中，只讀存儲器可分為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，使用者無法再更改里面的數(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，一般用做存儲密鑰。

  EPROM這種存儲器可以進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通過電場即可擦除數(shù)據(jù)，并寫入數(shù)據(jù)。

  易失性存儲芯片另一大類產(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、通訊等領(lǐng)域。根據(jù)華經(jīng)情報網(wǎng)數(shù)據(jù)，2018年全球Nor Flash市場中約41%來自于消費電子，22%用于汽車與工控領(lǐng)域。

  NAND Flash根據(jù)儲存原理有SLC 、MLC、TLC等，結(jié)構(gòu)有2D、3D NAND兩大類技術(shù)。在SLC 閃存中，每個存儲單元僅存儲1bit信息：邏輯0或邏輯1，而MLC閃存每個單元存儲兩位信息，有2的2次方個電平狀態(tài)，TLC和QLC則分布存儲3、4位bit信息。

  然而，由于NAND Flash每Cell單元存儲數(shù)據(jù)越多，單位面積容量就越高，因此同時會導(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。

  由于存儲芯片具有高度標準化的特性，并且品種單一，因此較難實現(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)模上比拼競爭力。

  在工藝上，雖然存儲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，甚至比邏輯電路來的更早一些。

  目前，存儲芯片制程發(fā)展到1x，1y，1z(20nm-10nm之間)，階段很難再進一步縮小，因為隨著制程工藝的提高，在到達一定水平之后，存儲芯片的穩(wěn)定性會下降，而業(yè)界一般認為10nm是臨界點。

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

  從個別廠商來看，全球DRAM市場領(lǐng)軍企業(yè)，三星、美光、SK海力士已進入10nm制程領(lǐng)域，實現(xiàn)1Xnm級工藝，尤其美光已率先量產(chǎn)了1Znm級產(chǎn)品。而目前我國兆易創(chuàng)新正在研發(fā)1Xnm級工藝制程下的DRAM技術(shù)。

  NAND Flash在國際上的通用主流為64層的3D NAND Flash。

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

  對于我國來講，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。但長江存儲已經(jīng)在2019年第三季度推出了64層的閃存芯片，并實現(xiàn)了量產(chǎn)，趕上國際通用主流。并且在后續(xù)，長江存儲本已計劃跳過72層、92/96層，直接開發(fā)128層的閃存產(chǎn)品，也在今年4月份宣告成功。