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存储器技术的未来
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The Future of Memory Technology
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■iSuppli公司JIM CANTOR，NAM HYUNG KIM
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便宜的DRAM仍占优势，但稳定的技术进步已经开拓了许多新的方向。
存储器技术是一种不断进步的技术，每一种新技术的出现都会使某种现存的技术走进历史，这是因为开发新技术的初衷就是为了消除或减轻某种特定存储器产品的不足之处。
举例来说，闪存技术脱胎于EEPROM，它的第1个主要用途就是为了取代用于PC机BIOS的EEPROM芯片，以便方便地对这种计算机中最基本的代码进行更新。
这样，随着各种专门应用不断提出新的要求，新的存储器技术也层出不穷，从PC机直到数字相机。本文即着眼于对现有的存储器技术及其未来走向进行考察。
DRAM
严重依赖于PC的DRAM市场总是处于剧烈的振荡之中。对目前处于衰退过程中的供应商们来说，降低每比特DRAM生产成本唯一划算的方法就是缩小DRAM芯片的尺寸。所以，制造商们就不断地寻找可以缩小DRAM芯片尺寸的方法。
随着市场的复苏和边际效益的增长，供应商们会逐渐转向使用300mm的大圆片。但现在，大多数DRAM生产商都承担不起在300mm圆片上生产的费用。
就像石油公司都想多卖高品质汽油以获取高额利润一样，DRAM生产商也正在把产品线从SDRAM换成DDR SDRAM，希望卖个高价。在DDR之后又出来一个DDR
II，这是一种更先进的DRAM技术，已经受到英特尔的欢迎。出于同样的原因，存储器生产商们很快就会升级到DDR II技术。
同样像石油公司不断勘探新油田一样，DRAM生产商也在不断地开发新的市场，包括通信和消费电子市场在内。他们希望这样能降低对PC市场的依存度，平稳渡过市场振荡期。
许多生产商都开始针对这些市场开发专门的DRAM产品。
不幸的是，随着人们开始对各种模块和服务器进行升级，PC市场在未来仍将是DRAM应用最主要的推动力。尽管一些生产商认为通信将成为另一个主要的推动力，但根据iSuppli公司的预测，至少在2002年，通信市场在DRAM销售中所占的份额将仍低于2%。
生产商对消费电子市场的期望值更高。如图1所示，网络设备和数字电视是DRAM应用增长最迅速的领域，但与PC市场相比，其份额仍然太小了。
但是，不论是消费电子市场还是PC市场，DRAM面临的最大挑战都是以下需求：更高的密度、更大的带宽、更低的功耗、更少的延迟时间以及更低的价格。因此，对DRAM生产商和用户来说，在消费电子领域中性价比还是最主要的考虑因素。
现在已经有许多公司在开始或已经开始提供专门为各种非PC应用设计的DRAM，包括短延迟DRAM（RL-DRAM）以及各种Rambus
DRAM（RDRAM）。
这些专用DRAM的产量都很小，单位售价很高。因此，iSuppli相信在非PC领域内，这些专用存储器永远不会取代普通的SDRAM和DDR存储器。
所以，对DRAM来说，其未来属于低价、标准、大量生产的、面向其占最大份额的PC市场的技术。
闪存和其他非易失性存储器
目前，非易失性存储器技术的最高水平是闪存。如同DRAM依赖于PC市场一样，闪存也依赖于手机和机顶盒市场。由于这些设备的需求一直不够强劲，所以闪存目前良好的销售情况只是季节性的，今年下半年就会降下来。
但到明年上半年，手机、数字消费产品以及数字介质的需求会比较强劲，所以闪存的前景也会变得光明一些。图2是iSuppli对于2003年闪存销售的预测。
尽管目前非易失性存储器中最先进的就是闪存，但技术却并未就此停步。生产商们正在开发多种新技术，以便使闪存也拥有像DRAM和SDRAM那样的高速、低价、寿命长等特点。
非易失性存储器包括铁电介质存储器（FRAM或FeRAM）、磁介质存储器（MRAM）、奥弗辛斯基效应一致性存储器（OUM）以及聚合物存储器（PFRAM），对数据处理来说，它们都很有前途，因为它们突破了SRAM、DRAM以及闪存的局限性。
每种技术都有自己的目标市场，iSuppli公司将在下面逐一进行分析。
FRAM
FRAM是下一代的非易失性存储器技术，运行能耗低，在断电后能长期保存数据。它综合了RAM高速读写和ROM长期保存数据的特点。
这项技术利用了铁电材料可保存信息的特点，使用工业标准的CMOS半导体存储器制造工艺来生产，直到近日才研发成功。但是，FRAM的寿命是有限的，而其读取是破坏性的，就是说一旦进行读取，FRAM中存储的数据就消失了。
MRAM
MRAM是非易失性的存储器，速度比DRAM还快。在实验室中，MRAM的写入时间可低至2.3ns。
MRAM拥有无限次的读写能力，并且功耗极低，可实现瞬间开关机并能延长便携机的电池使用时间。而且，MRAM的电路比普通存储器还简单，整个芯片只需一条读出电路。
但就生产成本来看，MRAM比SRAM、DRAM及闪存都高得多。
OUM
OUM是一种非易失性存储器，可以替代低功耗的闪存。它拥有很长的读写操作寿命，并且比闪存更易集成。OUM存储单元的密度极高，读取操作完全安全，只需极低的电压和功率即可工作，同现有逻辑电路的集成也相当简单。用OUM单元制作的存储器大约可写入10亿次，这使它成为便携设备中大容量存储器的理想替代品。
但是，OUM有一定的使用寿命，长期使用会出一些可靠性问题。
PFRAM
PFRAM是一种塑料的、基于聚合物的非易失性存储器，通过三维堆叠技术可以得到很高的密度，但它的读写操作寿命有限。
PFRAM可能会替代闪存，并且其成本只有NOR型闪存的10%左右。塑料存储器的存储潜力也相当巨大。
今后，生产聚合物存储器可能会变得像印照片一样简单，但今年才刚刚开始对这种存储器的生产工艺进行研发。PFRAM的读写次数也有限，并且其读取也是破坏性的，就像FRAM一样。
总之，存储器技术将会继续发展，以满足不同的应用需求。就PC市场来说，更高密度、更大带宽、更低功耗、更短延迟时间、更低成本的主流DRAM技术将是不二之选。
而在非易失性存储器领域，供应商们正在研究闪存之外的各种技术，以便满足不同应用的需求，而这些技术各有优劣。
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