أخبار

لقد كانت فترة تقلبات رأسية في سوق الذاكرة ، ولم تنته بعد.

حتى الآن في عام 2020 ، كان الطلب أفضل قليلاً من المتوقع لنوعي الذاكرة الرئيسيين - 3D NAND و DRAM.ولكن الآن هناك بعض عدم اليقين في السوق وسط تباطؤ ، وقضايا المخزون والحرب التجارية المستمرة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتجه سوق 3D NAND نحو جيل تكنولوجي جديد ، لكن البعض يواجه مشكلات في الإنتاجية.ويحصل موردو كل من 3D NAND و DRAM على منافسة جديدة من الصين.

بعد التباطؤ في عام 2019 ، كان من المفترض أن ينتعش سوق الذاكرة هذا العام.ثم ضرب جائحة COVID-19.فجأة ، نفذت نسبة كبيرة من البلدان تدابير مختلفة للتخفيف من تفشي المرض ، مثل أوامر البقاء في المنزل وإغلاق الأعمال ، من بين أمور أخرى.سرعان ما تبع الاضطراب الاقتصادي وفقدان الوظائف.

كما اتضح ، مع ذلك ، أدى اقتصاد العمل من المنزل إلى زيادة الطلب غير المتوقع على أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة اللوحية وغيرها من المنتجات.كان هناك أيضًا طلب متزايد على الخوادم في مراكز البيانات.أدى كل هذا إلى زيادة الطلب على الذاكرة والمنطق وأنواع الرقائق الأخرى.

تستمر الحرب التجارية بين الولايات المتحدة والصين في خلق حالة من عدم اليقين في السوق ، ولكنها تسببت أيضًا في موجة من شراء رقائق الذعر.في الأساس ، أطلقت الولايات المتحدة مجموعة متنوعة من القيود التجارية على شركة Huawei الصينية.لذلك ، منذ بعض الوقت ، كانت Huawei تخزن الرقائق ، مما أدى إلى زيادة الطلب.

هذا على وشك الانتهاء.للقيام بأعمال تجارية مع Huawei ، سوف تتطلب الشركات الأمريكية وغيرها تراخيص جديدة من الحكومة الأمريكية بعد 14 سبتمبر. يقوم العديد من البائعين بقطع العلاقات مع Huawei ، مما سيؤثر على الطلب على الرقائق.

أخيرًا ، فإن سوق الذاكرة الكلي معقد ، وهناك العديد من الأشياء المجهولة.لمساعدة الصناعة على اكتساب بعض الأفكار حول ما هو قادم ، قامت شركة Semiconductor Engineering بفحص أسواق DRAM و 3D NAND وذاكرة الجيل التالي.

ديناميات DRAM
تدمج أنظمة اليوم المعالجات والرسومات بالإضافة إلى الذاكرة والتخزين ، وغالبًا ما يشار إليها باسم التسلسل الهرمي للذاكرة / التخزين.في المستوى الأول من هذا التسلسل الهرمي ، تم دمج SRAM في المعالج للوصول السريع إلى البيانات.DRAM ، الطبقة التالية ، منفصلة وتستخدم للذاكرة الرئيسية.تُستخدم محركات الأقراص ومحركات أقراص التخزين ذات الحالة الصلبة المستندة إلى NAND للتخزين.

كان عام 2019 فترة صعبة بالنسبة للذاكرة الحيوية ، تخللها ضعف في الطلب وانخفاض الأسعار.كانت المنافسة شرسة بين أكبر ثلاث شركات تصنيع DRAM.في سوق DRAM ، تحتل Samsung المرتبة الأولى بحصة 43.5٪ في الربع الثاني من عام 2020 ، تليها SK Hynix (30.1٪) و Micron (21٪) ، وفقًا لـ TrendForce.

من المتوقع أن تشتد المنافسة مع مشارك جديد من الصين.تقوم شركة ChangXin Memory Technology (CXMT) الصينية بشحن أول خط DRAM مقاس 19 نانومتر ، مع منتجات 17 نانومتر قيد التشغيل ، وفقًا لشركة Cowen & Co.

يبقى أن نرى كيف ستؤثر CXMT على السوق.في عام 2020 ، في هذه الأثناء ، سوق DRAM صورة مختلطة.في المجموع ، من المتوقع أن يصل سوق DRAM إلى 62.0 مليار دولار ، وهو ثابت تقريبًا من 61.99 مليار دولار في عام 2019 ، وفقًا لـ IBS.

دفع اقتصاد البقاء في المنزل ، إلى جانب طفرة خادم مركز البيانات ، طلبًا قويًا على الذاكرة الحيوية للنصف الأول والربع الثالث من عام 2020. قال هاندل جونز: "كانت العوامل الرئيسية للنمو في الربع الأول حتى الربع الثالث من عام 2020 هي مراكز البيانات وأجهزة الكمبيوتر" ، الرئيس التنفيذي لشركة IBS.

اليوم ، يقوم بائعو DRAM بشحن الأجهزة على أساس عقدة 1xnm.قالت إيمي ليونج ، نائب الرئيس الأول في FormFactor ، وهي مورد لبطاقات الفحص لتطبيقات اختبار الرقائق: "إننا نشهد طلبًا أقوى على DRAM في الربع الثالث ، حيث يبدأ موردو DRAM في زيادة العقد" 1nmy "و" 1nmz ".

الآن ، ومع ذلك ، هناك مخاوف من حدوث تباطؤ في الجزء الأخير من عام 2020. وقال جونز من IBS: "في الربع الرابع من عام 2020 ، هناك بعض الليونة بسبب تباطؤ الطلب في مراكز البيانات ، لكنه ليس هبوطًا عميقًا".

حتى الآن ، كان عامًا باهتًا بالنسبة للطلب على الذاكرة في الهواتف الذكية ، لكن هذا قد يتغير قريبًا.على واجهة DRAM المحمولة ، يقوم البائعون بتكثيف المنتجات بناءً على معيار واجهة LPDDR5 الجديد.معدل نقل البيانات لجهاز LPDDR5 سعة 16 جيجا بايت هو 5500 ميجا بايت / ثانية ، أي ما يقرب من 1.3 مرة أسرع من معيار ذاكرة الهاتف المحمول السابق (LPDDR4X ، 4266 ميجا بايت / ثانية) ، وفقًا لشركة Samsung.

قال كارل أكرمان ، المحلل في كوين ، في مذكرة بحثية: "نتوقع زيادة الطلب على DRAM و NAND للأجهزة المحمولة في التقويم 2020 مع زيادة إنتاج أجهزة الهواتف الذكية 5G الرائدة التي تحمل محتوى DRAM أعلى".

من المتوقع أن تدفع تقنية 5G ، وهي تقنية لاسلكية من الجيل التالي ، طلب DRAM في عام 2021. ومن المتوقع أن يصل سوق DRAM إلى 68.1 مليار دولار في عام 2021 ، وفقًا لـ IBS.قال جونز من IBS: "في عام 2021 ، سيكون المحرك الرئيسي للنمو هو الهواتف الذكية والهواتف الذكية 5G"."أيضًا ، سيكون نمو مركز البيانات قويًا نسبيًا."

تحديات NAND
بعد فترة من النمو البطيء ، يأمل موردو ذاكرة فلاش NAND أيضًا في حدوث انتعاش في عام 2020. وقال FormFactor's Leong: "نحن متفائلون بشأن الطلب طويل الأجل على ذاكرة فلاش NAND".

في المجموع ، من المتوقع أن يصل سوق ذاكرة فلاش NAND إلى 47.9 مليار دولار في عام 2020 ، بزيادة 9 ٪ من 43.9 مليار دولار في عام 2019 ، وفقًا لـ IBS.قال جونز من شركة IBS: "كانت محركات التطبيقات الرئيسية في الربع الأول حتى الربع الثالث من عام 2020 هي الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر ومراكز البيانات"."لقد شهدنا بعض الليونة في الطلب في الربع الرابع من عام 2020 ، لكنها ليست كبيرة."

في عام 2021 ، من المتوقع أن يصل سوق NAND إلى 53.3 مليار دولار ، وفقًا لـ IBS.قال جونز: "المحركات الرئيسية في عام 2021 ستكون الهواتف الذكية"."نشهد زيادة في الأحجام بالإضافة إلى زيادة محتوى NAND لكل هاتف ذكي."

في سوق NAND ، سامسونج هي الرائدة بحصة 31.4٪ في الربع الثاني من عام 2020 ، تليها Kioxia (17.2٪) ، Western Digital (15.5٪) ، SK Hynix (11.7٪) ثم Micron (11.5٪) و إنتل (11.5٪) ، بحسب TrendForce.

إذا لم تكن هذه منافسة كافية ، فقد دخلت تقنيات ذاكرة Yangtze الصينية (YMTC) مؤخرًا سوق 3D NAND بجهاز مكون من 64 طبقة.قال جونز: "ستحقق YMTC نموًا قويًا نسبيًا في عام 2021 ، لكن حصتها في السوق منخفضة جدًا".

وفي الوقت نفسه ، منذ بعض الوقت ، يعمل الموردون على تكثيف 3D NAND ، خليفة ذاكرة فلاش NAND المستوية.على عكس NAND المستوي ، وهو هيكل ثنائي الأبعاد ، فإن 3D NAND يشبه ناطحة سحاب عمودية تتكدس فيها طبقات أفقية من خلايا الذاكرة ثم يتم توصيلها باستخدام قنوات عمودية صغيرة.

يتم قياس 3D NAND من خلال عدد الطبقات المكدسة في الجهاز.مع إضافة المزيد من الطبقات ، تزداد كثافة البتات في الأنظمة.لكن تحديات التصنيع تتصاعد كلما أضفت المزيد من الطبقات.

يتطلب 3D NAND أيضًا بعض خطوات الترسيب والحفر الصعبة."أنت تستخدم كيميائيات مختلفة.أنت أيضًا تلاحق ملفات تعريف حفر معينة ، خاصةً بالنسبة إلى النقش بنسبة عرض إلى ارتفاع عالية أو ما يسمونه HAR.قال بن راثساك ، نائب الرئيس ونائب المدير العام في TEL America ، خلال عرض تقديمي حديث: "بالنسبة إلى 3D NAND ، أصبح هذا أمرًا بالغ الأهمية".

في العام الماضي ، كان الموردون يشحنون منتجات NAND ثلاثية الأبعاد ذات 64 طبقة.قال Jeongdong Choe ، زميل تقني أول في TechInsights: "اليوم ، أصبحت أجهزة NAND ثلاثية الأبعاد ذات 92 و 96 طبقة شائعة"."هذه الأجهزة شائعة في الأجهزة المحمولة ومحركات الأقراص ذات الحالة الثابتة وسوق المؤسسات".

128 طبقة NAND ثلاثية الأبعاد هي الجيل التكنولوجي التالي.ظهرت تقارير تفيد بأن هناك بعض التأخير هنا وسط قضايا العائد."تم إطلاق سراح 128L للتو.تم طرح 128L SSDs في السوق ، "قال تشوي."لقد تأخرت قليلاً.ومع ذلك ، لا تزال مشكلات العائد موجودة ".

من غير الواضح إلى متى ستستمر المشكلة.ومع ذلك ، فإن الموردين يسلكون طرقًا مختلفة لتوسيع نطاق 3D NAND.يستخدم البعض ما يسمى نهج تكديس السلسلة.على سبيل المثال ، يقوم البعض بتطوير جهازين من 64 طبقة وتكديسهما ، لتشكيل جهاز 128 طبقة.

آخرون يسلكون طريقا آخر.قال تشوي: "حافظت سامسونج على نهج المكدس الفردي لـ 128 لترًا ، والذي يتضمن نقش قناة عمودية بنسبة عرض عالية جدًا".

ستستمر الصناعة في توسيع نطاق 3D NAND.بحلول نهاية عام 2021 ، يتوقع تشوي أن تكون أجزاء NAND ثلاثية الأبعاد المكونة من 176 إلى 192 طبقة في خطر.

هناك بعض التحديات هنا.قال ريك جوتشو ، كبير التكنولوجيا في لام ريسيرش: "نحن متفائلون بشأن توسيع نطاق NAND ثلاثي الأبعاد"."هناك تحديان كبيران في توسيع نطاق 3D NAND.أحدهما هو الضغط في الأفلام الذي يتراكم كلما قمت بإيداع المزيد والمزيد من الطبقات ، والتي يمكن أن تشوه الرقاقة وتشوه الأنماط ، لذلك عندما تذهب إلى سطح مزدوج أو سطح ثلاثي ، تصبح المحاذاة تحديًا أكبر ".

من غير الواضح إلى أي مدى سيتسع نطاق NAND ثلاثي الأبعاد ، ولكن هناك دائمًا طلب على المزيد من البتات.قال جوتشو: "هناك طلب قوي على المدى الطويل".هناك نمو هائل في البيانات وتوليد البيانات وتخزينها.ستعمل كل هذه التطبيقات لاستخراج البيانات على تغذية التطبيقات الجديدة لمزيد من البيانات ، لذلك هناك طلب نهم على البيانات وتخزين البيانات إلى الأبد ".

ذاكرة الجيل القادم
لبعض الوقت ، طورت الصناعة العديد من أنواع الذاكرة من الجيل التالي ، مثل ذاكرة تغيير الطور (PCM) ، و STT-MRAM ، و ReRAM ، وغيرها.

هذه الأنواع من الذاكرة جذابة لأنها تجمع بين سرعة SRAM وعدم تطاير الفلاش مع قدرة تحمل غير محدودة.لكن الذكريات الجديدة استغرق تطويرها وقتًا أطول لأنها تستخدم مواد معقدة وأنظمة تبديل لتخزين البيانات.

من بين أنواع الذاكرة الجديدة ، كان PCM هو الأكثر نجاحًا.لبعض الوقت ، كانت Intel تقوم بشحن 3D XPoint ، وهو PCM.تقوم شركة ميكرون أيضًا بشحن PCM.ذاكرة غير متطايرة ، تخزن PCM البيانات عن طريق تغيير حالة المادة.إنه أسرع من الفلاش ، مع قدرة تحمل أفضل.

STT-MRAM هو أيضا الشحن.يتميز بسرعة SRAM وعدم تطاير الفلاش مع قدرة تحمل غير محدودة.يستخدم مغناطيسية دوران الإلكترون لتوفير خصائص غير متطايرة في الرقائق.

يتم تقديم STT-MRAM في تطبيقات قائمة بذاتها ومدمجة.في المضمنة ، يستهدف استبدال NOR (eFlash) عند 22 نانومتر وما بعده في وحدات التحكم الدقيقة والرقائق الأخرى.

يحتوي ReRAM على زمن استجابة أقل للقراءة وأداء كتابة أسرع من الفلاش.في ReRAM ، يتم تطبيق الجهد على كومة من المواد ، مما يؤدي إلى حدوث تغيير في المقاومة التي تسجل البيانات في الذاكرة.

قال David Uriu ، المدير الفني لإدارة المنتجات في UMC: "تأثرت ReRAM وإلى حد ما MRAM بنقص حالات استخدام الحجم الناجحة"."كل تقنية من PCM إلى MRAM إلى ReRAM لها نقاط قوتها وضعفها.لقد رأينا تنبؤات مثيرة بشأن العديد من هذه التقنيات ، ولكن الحقيقة هي أنها لا تزال قيد الإعداد ".

بينما تكتسب PCM زخمًا ، فإن التقنيات الأخرى تتجذر للتو.قال أوريو: "إن مسألة النضج في تبني المنتج هي ما يجب إظهاره بمرور الوقت لاكتساب الثقة في إمكانات الحلول"."لقد تم تقديم قضايا التكاليف والأداء التناظري وحالات الاستخدام بشكل عام وقليل فقط من الذين يواجهون التحديات.الغالبية ببساطة شديدة المخاطرة للمراهنة على الإنتاج والتعرض لتكلفة الملكية الإجمالية ".

هذا لا يعني أن إمكانيات MRAM و ReRAM محدودة."نحن نرى إمكانات المستقبل في MRAM و ReRAM.بالرغم من أن PCM مكلف نسبيًا ، فقد ثبت أنه يعمل وبدأ ينضج "."تعمل صناعتنا باستمرار على تحسين المواد وحالات الاستخدام المرتبطة بتطوير قبول النضج لتصميمات الذاكرة الجديدة هذه وسيتم طرحها في السوق للتطبيقات المتقدمة مثل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والمعالجة في الذاكرة أو تطبيقات الحوسبة في الذاكرة .وسوف يتوسعون ليشملوا العديد من الآلات التي نستخدمها اليوم للمستهلكين ، وإنترنت الأشياء الذكية ، والاتصالات ، والاستشعار ثلاثي الأبعاد ، والتطبيقات الطبية ، وتطبيقات النقل والمعلومات الترفيهية. "(من مارك لابيدوس)