【中國傳動網 行業(yè)動態(tài)】 由于對未來技術發(fā)展路線的看法出現(xiàn)歧異,英特爾(Intel)與美光(Micron)在NANDFlash方面的技術合作將在一年后告終。未來美光的第四代3DNANDFlash將放棄使用浮閘(FloatingGate)技術,轉向電荷捕捉(ChargeTrap)。業(yè)界常將此事解讀為電荷捕捉技術大獲全勝,成為未來NANDFlash所采用的主流技術,因為目前除了英特爾跟美光之外,三星(Samsung)、東芝(Toshiba)與海力士(SKHynix)都已改用電荷捕捉來生產3DNANDFlash。
西瓜偎大邊電荷捕捉大獲全勝
在半導體的世界里,一項技術能否成功,供需兩端的規(guī)模都是非常重要的因素。美光的NANDFlash產品發(fā)展路線決定從浮閘轉向電荷捕捉,正是因為除了英特爾跟美光之外,業(yè)內已經沒有其他供貨商采用浮閘技術。
由于美光決定轉向,未來還會堅守浮閘技術的NANDFlash供貨商將只剩下英特爾。對英特爾來說,這是一個相當不利的情況。一來日后所有的研發(fā)費用將必須獨自承擔,二來設備供應鏈業(yè)者愿意力挺到何種程度,也是個問題。英特爾的設備采購訂單再大,也無法跟三星、東芝、海力士等業(yè)者的設備需求總量相比。設備業(yè)者在商言商,其NANDFlash相關設備的研發(fā)重心必然往電荷捕捉移動,未來還能分配多少資源給浮閘制程所使用的設備,是個大哉問。
事實上,類似的情況在DRAM產業(yè)就曾發(fā)生過。在21世紀的前十年,DRAM產業(yè)就曾發(fā)生過溝槽式(Trench)與堆棧式(Stack)的架構大戰(zhàn)。溝槽式DRAM(圖1)的電容在閘極下方,堆棧式DRAM(圖2)的電容器則在閘極上方,是這兩種DRAM最大的差異。
新電子科技雜志主筆黃繼寬
圖1溝槽式DRAM
在溝槽式DRAM的制程中,必須先在基板蝕刻出溝槽,然后在溝槽中沉積出介電層,以形成電容器,然后在電容器上方再制造出閘極,構成完整的DRAMCell。這種制程最大的技術挑戰(zhàn)有二,一是隨著線寬越來越細,溝槽的寬深比跟著增加,如何蝕刻出這種溝槽,是相當大的技術挑戰(zhàn)。其次,在進行沉積制程時,由于溝槽的開口越來越細,要在溝槽里面沉積足夠的介電材料,形成容值夠高的電容器,也越來越難。相較之下,堆棧式DRAM則沒有上述問題,因此隨著制程節(jié)點越往前推進,溝槽式DRAM的采用者越來越少。
兩大技術陣營從130奈米開始一路纏斗到75奈米,最后只剩下奇夢達(Qimonda)還能做出溝槽式DRAM,其他DRAM業(yè)者則早已改采堆棧式架構。而在這個過程中,DRAM業(yè)者不斷跳槽到堆棧式架構,設備業(yè)者對溝槽式制程的支持也越來越少。最后,隨著奇夢達破產,溝槽式DRAM也宣告走入歷史。
如果歷史經驗有任何參考價值,溝槽式DRAM與堆棧式DRAM的大戰(zhàn)告訴我們,英特爾可能做出了很危險的決策。臺語俗諺說「西瓜偎大邊」,看準趨勢發(fā)展方向,站在主流方,可獲得的生態(tài)系統(tǒng)資源也越多,規(guī)模經濟效應也越明顯。而站錯邊的廠商,最后往往只能黯然退出市場。
人多的地方不要去
照理說,英特爾應該也看得出固守浮閘技術的危險性,但英特爾/美光宣布分手已經幾個月過去,英特爾看起來沒有改變NANDFlash技術發(fā)展路線的打算。有些媒體認為,英特爾應該只是不愿公開承認浮閘技術已經走到盡頭,試圖做最后的努力。
但對英特爾而言,浮閘技術或許仍有值得賭一把的理由。筆者認為,英特爾不是一家會為了面子死撐的企業(yè),從WirelessUSB、WiMAX到WiDi,英特爾技術發(fā)展押錯寶的例子其實不少,最后都是以壯士斷腕的結局收場。因此,另一個可能是,英特爾對自己的浮閘技術掌握度深具信心,認為至少還能再支撐一個世代以上,然后將自家內存產品過渡到Optane,也就是3DXpoint技術。
事實上,筆者認為,對手握3DXpoint技術的英特爾來說,以浮閘技術為基礎的NANDFlash,最大的任務是爭取時間,而不是真的要一直靠此技術跟其他NANDFlash供貨商競爭。
雖說西瓜偎大邊,但「人多的地方不要去」也是商業(yè)競爭的常識。NANDFlash內存跟DRAM一樣,是同構型很高的產品,也因為如此,供貨商之間的競爭武器,直言之只有三項法寶--產品開發(fā)速度、成本控管跟口袋深度。誰的產品開發(fā)速度領先同業(yè),誰就能掌握新產品上市初期的高獲利時機;成本控管能力較佳、口袋深度夠深的業(yè)者,則更有籌碼打價格戰(zhàn),在市況不佳的時候熬過市場寒冬。
相較于其他內存供貨商,英特爾其實有很多策略選項,Optane就是一路活棋,而且是其他內存供貨商所沒有的獨家技術。Optane的讀寫效能理論上接近DRAM,但卻具有NANDFlash的非揮發(fā)特性,被認為是非常有潛力的次世代內存。不過,目前Optane固態(tài)硬盤(SSD)的效能其實跟NANDFlashSSD相去不遠,價格卻高出一大截,因此市場接受度并不理想。也因為如此,英特爾還需要時間為Optane做更多準備,包含平臺架構/軟件的調整跟優(yōu)化,以及最重要的降低成本,Optane的市場接受度才有機會提升。
另一方面,Optane除了用在SSD之外,也可以DIMM模塊的型態(tài)出現(xiàn)。目前英特爾已經提供基于Optane的DIMM模塊工程樣品給特定客戶,預計2019年開始量產。這是一項非常值得關注的產品,即便短期內OptaneDIMM不可能取代DRAM的地位,但至少有攪局的潛力。
某內存相關業(yè)者就直言,主板上的DIMM插槽總數(shù)不太有增加的機會。換言之,只要OptaneDIMM占掉一個插槽,DRAM的DIMM插槽就少一個。由于DRAM報價居高不下,英特爾在2017年拱手把盤據數(shù)十年的全球半導體營收龍頭寶座讓給了三星,而OptaneDIMM這項產品在此刻現(xiàn)身,其實頗有牽制三星的意味存在。
前面提到,英特爾不是純內存業(yè)者,而是運算平臺的主導者,因此,相較于其他內存業(yè)者只能在英特爾制定的平臺框架內競爭,在技術上,英特爾可以用平臺設計來拉抬Optane,在商業(yè)模式上也有捆綁銷售的可能性。
供貨商家數(shù)不足恐成普及障礙
雖然Optane有其特殊性,而且英特爾還可以將其包裹在平臺中推廣,但整體來說,這項技術未來的最大隱憂,恐怕就是它的特殊性。3DXpoint是英特爾跟美光連手開發(fā)的次世代內存技術,目前已經商品化的廠商則只有英特爾一家,美光則不愿意將基于3DXpoint技術的內存運用在SSD產品上,甚至寧可讓其廠房閑置,也不愿生產3DXpoint內存。
某種程度上,這也是OptaneSSD價格居高不下的原因之一,因為產能實在太低。沒有量就不會有CostDown,是電子業(yè)的基本規(guī)律。此外,單一供貨商也會使原始設備制造商(OEM)跟品牌廠持觀望態(tài)度。
或許也是考慮到單一供貨商可能造成的問題,加上3DXpoint的部分關鍵技術也來自美光,因此在英特爾、美光宣布停止合作開發(fā)下一代NANDFlash內存的同時,美光也明確表示,雙方在3DXpoint技術上的合作將繼續(xù)進行。
美光的盤算應該是將3DXpoint內存運用在DIMM模塊產品上,而非SSD。但即便英特爾跟美光連手提供3DXpoint內存,其供應量相對于整個DRAM或NANDFlash產業(yè)來說還是太小,只能稍微紓解單一供貨商的疑慮。
總結來說,3DXpoint雖有發(fā)展?jié)摿?,但其市場普及仍有諸多障礙需要克服,英特爾跟美光的操盤手,對此必須小心翼翼,做好縝密規(guī)畫。