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物联网将带动边缘计算和新式存储器的发展

添加时间:2019-09-11

  新式存储器可分为独立型产品,以及嵌入于逻辑工艺,用于取代部分传统的嵌入式快闪存储器 eFlash 技术,而在嵌入式技术上,趋势已快速成熟中。但用于独立型存储器上,目前还有性能、成本的问题待克服。

  因此,新式存储器无论是 MRAM 、PCRAM 和 ReRAM 等,并不会冲击到现在国内正如火如荼发展的 DRAM 、3D NAND 芯片产业,但对于一些应用领域如云计算、物联网带动的边缘计算,加入新式存储器技术后,确实能让整个产业的发展如虎添翼。

  新式存储器技术已经被提出将近 20 年,成熟之路是跌跌撞撞。直到 2015 年,英特尔的 3D XPoint 技术横空出世,被认为是类似于 PCRAM 的结构,整个新式存储技术才算是豁然开朗,之后几年的发展更是势如破竹。

  为了替新式存储器产业添柴火,身为全球半导体龙头的应用材料针对 MRAM 、 PCRAM 、ReRAM 推出两款机台设备:Endura Clover MRAM 物理气相沉积(PVD)机台,以及 Endura Impulse 物理气相沉积(PVD)机台,成为推动该产业发展的有力推手。

  DeepTech 通过与应用材料两位专家,分别是应用材料中国区事业部总经理兼首席技术官赵甘鸣博士,以及应用材料金属沉积产品全球产品经理周春明博士的对话,来一窥新式存储器将带给这个世界什么样的变化,借此见证存储产业的历史转折。

  因为,计算能力已不再是单独的处理器能力决定,而是说处理器跟存储器之间来回的传输数据,也因为面临瓶颈,导致计算能力无法再前进。Near Memory Computing 的定义,就是用大量的高带宽、大容量,把存储器和计算处理器更紧密连在一起,在系统层级增加计算性能。

  这概念其实都是用现有的构建模块,比如 DRAM、NAND 、SRAM 等去实现,未来也逐渐与新式存储器 MRAM、ReRAM、PCRAM 结合来增加计算性能,并且打造“存储器计算”(In-Memory Computating)的基础。

  In-Memory Computating 在这几年是个非常火的概念,但可能还要至少 3 ~ 5 年的时间才能实现。不同于 Near Memory Computing 是把存储跟处理放得更靠近,In-Memory Computating 就是把存储和处理器整合在一起进行计算,就没有传输、延迟等问题,并且大幅提升效能。

  在 MRAM 制造过程中,需要在一个平台上实现超过 10 种材料、超过 30 层薄膜的堆积、沉积是非常复杂的。相较之下, PCRAM 和 ReRAM 没有那么多层,马报开奖结果网站!但它还是有很多层的结构,包括电极、选择器、存储器,里面的材料非常独特。比如说 PCRAM,其材料结构是 GST ,包含锗 Ge 、锑 Sb、碲 Te,并不是常用的材料,挑战是如何沉积这些复合材料,控制其组分。

  针对 PCRAM 和 ReRAM 大规模量产,应用材料对应的设备为 Endura Impulse PVD 系统,可严格控制多组分材料成分,同时可以实现出色的薄膜厚度、均匀性、界面控制。以大趋势观之,新式存储器的大规模量产会从嵌入式开始,比如台积电将 ReRAM 和 MRAM 嵌入至现有工艺,之后新式存储技术才会往独立存储器领域发展,因为其需要的密度会更高。

  迎接“数据爆炸”时代,芯片急需高计算性能,偏偏遇上摩尔定律放缓的时代,而类脑芯片、量子计算距离实现又太远,新式存储技术在磨刀多年后,遇上设备材料实现突破,正好可以赶上万物互连、海量数据计算的时代,上战场打仗。

  新式存储器大规模量产之际,正好遇上国内的 3D NAND 和 DRAM 两种传统存储器要加入国际竞争舞台一搏高下之时。虽然彼此应用领域、层面相异,但凑巧地,新旧技术同样走在历史转折的一页,互相见证全球科技产业铺成的轨迹。


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