【日经BP社报道】据美国高德纳公司(Gartner)介绍,2014年全球半导体市场规模达到3398亿美元,比上年增长8%。拉动该市场增长的产品是DRAM。因供应不足,价格居高不下,DRAM的全球销售额比上年大幅增加32%。其原因是智能手机、个人电脑及服务器用产品需求旺盛。2014年是各DRAM厂商收入颇丰的一年。
以前,DRAM的价格总是大起大落,如今这一状况终于有了改变。但从技术方面来看,微细化及大容量化正在紧急刹车。DRAM市场和技术目前处于什么状况呢?记者就此采访了曾在2012年经营破产的尔必达存储器担任过技术董事、一直密切关注DRAM行业激烈竞争的五味秀树(现任美国美光科技公司日本工艺研发中心副总裁)。(采访人:大下 淳一,日经BP半导体调查)
——与以前相比,DRAM市场似乎正在变成一个安定的市场。 原因之一是一些市场参与者被兼并,比如尔必达破产。另一个原因是市场实现多样化。除了以往的个人电脑领域之外,用途还扩大到了移动设备、服务器及汽车等领域。按照不同用途来定制产品的色彩也越来越浓厚,比如出现了多样性封装,不再局限于JEDEC。DRAM已经不是一个仅仅只有成本竞争的领域了。
以前DRAM经常会陷入供应过剩的状态,但最近各公司每条生产线的DRAM产量(按照晶圆换算的处理枚数)已经不再增加。其原因是微细化减速,工艺成本也増大。结果导致供应吃紧的情况不断持续。从市场方面来看,正在朝着好的方向发展。
——请详细介绍一下微细化方面的现状。 进入2000年代以来,DRAM的微细化速度放慢了。最近2~3年,这种现象更加明显。从技术节点来说,这种情况从微细化低于30nm的时候就开始了。我们过去的目标一直是以每年30%的速度缩小芯片尺寸。现在要想做到这一点已经非常困难了。
原因大致有两个。一个是微细化所需要的成本提高,成本优势越来越难以获得。另一个是DRAM固有的问题,也就是电容器已经很难进一步实现微细化。随着电容器的微细化,长宽比已经到了极限水准。
就成本而言,双重图案化(Double Patterning)的导入带来了很大影响。在30nm工艺中,需要进行双重图案化的层并不多,而微细化至20nm工艺的话,每层都需要采用这种技术。而且,双重图案化为一维方向加工,与沿着二维方向缩小尺寸相比,自由度很小。尽管EUV(extreme ultraviolet,极远紫外)曝光装置也在不断开发之中,但目前还无法估算运转成本。
——应该针对这种情况采取什么应对措施呢? 由于芯片尺寸无法充分缩小,因此需要采取调整存储器容量扩大幅度等措施。比如,目前的主流是4Gbit,下一个容量目标除了8Gbit之外,还出现了6Gbit选项。
虽然今后很难缩小存储单元,但周边电路还有缩小的余地,因此可以通过这方面的推进措施来缩小芯片尺寸。(为了弥补伴随着微细化而带来的性能劣化)还有一种方案是像NAND闪存那样设置ECC(纠错电路)。目前的现状是,就算采取多种这样的改善措施,也依然找不到降低成本的解决方案。
——最近出现了三维化的趋势。 通过TSV(硅通孔)来层叠多个DRAM芯片的HMC(Hybrid Memory Cube,混合存储立方体)就是其中的方案之一。这种方案具有可大幅扩大带宽的优点。这是美光(从收购尔必达之前)一直开发的技术,已于2014年开始量产。设有2GB产品和4GB产品,目前主要用于高端用途。此外还有(韩国SK海力士等公司推进的)HBM(High Bandwidth Memory,高频宽存储)规格,但HMC在产品化方面走在了前头。
至于(通过TSV层叠处理器和DRAM的)Wide I/O,目前的现状是没有出现明显的动向。虽然曾经有段时间移动设备用产品被认为大有前途,但后来并未被采用。估计很大一部分原因在于系统(用户)方面没有做好准备。
——如今DRAM的微细化越来越困难,能否用ReRAM(可变电阻式存储器)或STT-MRAM(自旋注入磁化反转型MRAM)来代替DRAM? 非常困难。能够完全代替DRAM的新型存储器目前还没有出现。虽然也有观点认为可以将ReRAM或STT-MRAM作为(消除DRAM与NAND闪存之间性能差别的)存储级存储器(Storage-Class Memory)使用,但我认为,这种目标锁定新级别存储器的产品很难有机会大显身手。估计需要开发出以某种形式局部代替现有存储器的元器件。
ReRAM很难成为一种替代方案。STT-MRAM也很难像DRAM那样实现无限次擦写。不过,新型存储器具备DRAM所没有的非易失特点,可以灵活运用这一特点。
■日文原文
DRAM業界は“大人”になった http://techon.nikkeibp.co.jp/article/INTERVIEW/20150322/410460/
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请
点击举报。