未来五年预计上涨40倍的MRAM,正在收割下一代非易失性存储市场?

就目前存储市场而言,Bertolazzi表示,2018年全球半导体存储器市场达到了1650亿美元,比上一年增长了26%。市场规模达到有史以来最高值。2019年的市场预计将大幅下降至约1100亿美元。

8月5日,在美国举行的“MRAM开发者日”活动上,Yole Development分析师Simone Bertolazzi分享了MRAM技术和市场的最新趋势。他指出,MRAM作为下一代非易失性存储器的替代者市场正在迅速扩大。到2024年,MRAM的市场规模将增加40倍。

就目前存储市场而言,Bertolazzi表示,2018年全球半导体存储器市场达到了1650亿美元,比上一年增长了26%。市场规模达到有史以来最高值。2019年的市场预计将大幅下降至约1100亿美元。

另外,半导体存储器市场一个显着特征是DRAM和NAND闪存是占比很高。2018年DRAM的份额为61%,NAND闪存的份额为36%。它们占总数的97%。只剩下3%。

图1:存储器市场按产品类别划分的市场份额及市场增长趋势。图片来源/Yole

余下的3%,NOR闪存占1.6%,非易失性SRAM和铁电存储器FRAM为0.6%,下一代非易失性存储器(新兴NVM)为0.2%,其他存储器(标准EEPROM和掩模ROM等)为0.6%。

下一代非易失性存储器市场规模在5年内翻至26倍

如前所述,2018年半导体存储器市场中下一代非易失性存储器的份额非常小,为0.2%。即使在2023年,存储的百分比仍将低于3%。虽然市场规模本身将大幅增长,但DRAM和NAND闪存的寡头垄断局面不会改变。

图2:下一代非易失性存储器(新兴NVM)市场预测(一)。图片来源/Yole

下一代非易失性存储器(Emerging NVM)的市场规模在2018年约为2.8亿美元。这将在2023年迅速扩大到72亿美元。年平均增长率极高,达到104%。快速增长是由3DXPoint内存代表的大容量内存(存储级内存)驱动。

图3:下一代非易失性存储器(新兴NVM)市场预测(二)。图片来源/Yole

2020年后,嵌入式内存的比例将会增加。在2018年,嵌入式存储器的份额占总数的2%。到2020年,嵌入式存储器市场将快速增长,但这一比例将保持在2%不变。这将在2023年增加到16%。换句话说,嵌入式存储器将在2020年后引领下一代非易失性存储器市场。

高价格和低存储容量是MRAM的弱点

会上,Bertolazzi重点介绍了了MRAM技术。相比其他存储器技术,如:DRAM,NAND闪存,NOR闪存,PCM(3D XPoint存储器)和ReRAM,它又有什么特别之处呢?

图4:半导体存储器产品技术比较(一)(如:价格,内存密度,重写次数和速度)。图片来源/Yole

与2018年的单个存储器产品相比,MRAM在速度和重写次数方面具有优势,但价格(每个存储容量)和存储容量较差。在六种存储器技术中,价格(每个存储容量)是第二高的,存储容量是第二低的。

图5:半导体存储器产品技术比较(二)(如:价格,内存密度,重写次数和速度)。图片来源/Yole

MRAM存储容量将在未来五年内增加八倍

但Bertolazzi预测,MRAM的弱点将在未来五年内大幅缓解。DRAM存储容量(每个芯片)仅从16Gbit增加到32Gbit。这是因为小型化显着减缓。截至2018年的生产技术是15nm一代,到2024年将保持11nm一代。

图6:MRAM和DRAM的技术路线图。图片来源/Yole

相比之下,MRAM仍有小型化的空间。截至2018年,制造技术是40nm一代,而在2024年,这将一下子减少到16nm。存储容量预计将从1Gbit增加到8Gbit。

在嵌入式存储器中,MRAM的优势随着小型化而扩大

MRAM不仅可以扩展为单个存储器,还可以扩展为嵌入式存储器(嵌入在与微控制器和SoC等逻辑相同的硅芯片中的存储器)。与其他存储器技术(闪存/DRAM/SRAM/PCM/ReRAM)相比,作为嵌入式存储器的特性具有许多优点。

特别是,由于嵌入式闪存(eFlash)正在达到小型化的极限,因此嵌入式MRAM作为第一替代产品受到关注。此外,由于SRAM的小型化速度正在放缓并且硅的面积很大,因此MRAM很可能在下一个应用领域将SRAM替换为低速工作存储器。将来,人们期望最后一级缓存(LL Cache)将取代高速SRAM和嵌入式DRAM。

所有领先的硅代工厂都在提供嵌入式MRAM宏,而主要的硅代工厂正在合作开发单个的小型化MRAM。此外,主要制造设备供应商已经开发出MRAM薄膜生产设备和批量生产蚀刻设备。

图7:MRAM市场预测。图片来源/Yole

通过这些积极举动,Yole Development预计MRAM的市场规模将在未来迅速扩大。2018年至2024年间,市场规模将以年均85%的速度增长,到2024年将达到17.8亿美元。与2018年相比,它将增加40倍。

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