瞻觀前沿

傳統(tǒng)存儲芯片的鐵電材料因其讀寫次數(shù)的限制和隨時間推移的穩(wěn)定性降低，成為了限制數(shù)據(jù)存儲技術(shù)發(fā)展的瓶頸。然而，該難題近日取得了重大突破。據(jù)報道，電子科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉富才教授的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)以及中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所，成功開發(fā)出一種無疲勞鐵電材料，可實(shí)現(xiàn)存儲芯片無限次擦寫。目前，該成果已在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Science》上發(fā)表。

劉富才教授及其團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，新型的滑移鐵電體具有天然的耐疲勞特性。這一特性源于滑移鐵電機(jī)制與傳統(tǒng)鐵電材料中離子位移機(jī)制的顯著差異。通過深入研究，他們成功開發(fā)出一種基于二維滑移鐵電機(jī)制的新型二維層狀滑移鐵電材料——3R-MoS2。

這種新型材料制備的存儲芯片具有突破性的潛力，有望徹底打破傳統(tǒng)存儲芯片讀寫次數(shù)的限制，實(shí)現(xiàn)無限次讀寫。這對于數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義，將為大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等領(lǐng)域提供更為穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)存儲解決方案。

研究團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新之處在于，他們利用層間滑移替代了傳統(tǒng)鐵電材料的離子移動。通過AI輔助的跨尺度原子模擬分析，他們深入揭示了二維滑移鐵電材料抗疲勞的微觀物理機(jī)制。

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

技術(shù)價值觀察

存儲芯片，是以半導(dǎo)體電路作為存儲媒介的存儲器，用于保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)的記憶設(shè)備。存儲芯片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要分支，約占全球半導(dǎo)體市場的四分之一至三分之一。存儲芯片行業(yè)上游主要為硅片、光刻膠、CMP拋光液等原材料以及光刻機(jī)、PVD、CVD、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備和檢測與測試設(shè)備等設(shè)備;中游為存儲芯片制造及封裝，常見的存儲芯片包括DRAM、NAND閃存芯片和NOR閃存芯片等;下游為消費(fèi)電子、信息通信、高新科技技術(shù)和汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域。

電子科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉富才教授的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)以及中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所，成功開發(fā)出一種無疲勞鐵電材料，讓存儲芯片實(shí)現(xiàn)無限次擦寫，該技術(shù)屬于存儲芯片產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

存儲芯片特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

存儲芯片技術(shù)主要集中于企業(yè)級存儲系統(tǒng)的應(yīng)用，為訪問性能、存儲協(xié)議、管理平臺、存儲介質(zhì)，以及多種應(yīng)用提供高質(zhì)量的支持。隨著數(shù)據(jù)的快速增長，數(shù)據(jù)對業(yè)務(wù)重要性的日益提升，數(shù)據(jù)存儲市場快速演變。從DAS、NAS、SAN到虛擬數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算，給傳統(tǒng)的存儲設(shè)計(jì)能力提出極大挑戰(zhàn)。存儲芯片能夠快速實(shí)現(xiàn)把各項(xiàng)存儲功能都整合到一個單一芯片上，保證優(yōu)化后系統(tǒng)的高性能。

全球存儲芯片行業(yè)細(xì)分市場分析——DRAM

DRAM發(fā)展概述

DRAM的技術(shù)發(fā)展路徑是以微縮制程來提高存儲密度。制程工藝進(jìn)入20nm之后，制造難度大幅提升，內(nèi)存芯片廠商對工藝的定義從具體的線寬轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰唧w制程范圍內(nèi)提升二或三代技術(shù)來提高存儲密度。譬如，1X/1Y/1Z是指10nm級別第一代、第二代、第三代技術(shù)，未來還有1α/1β/1γ。

目前市場上DRAM的應(yīng)用較為廣泛的制程是2Xnm和1Xnm，三星、美光、海力士等巨頭廠商均已開發(fā)出1Znm制程的DRAM。國產(chǎn)DRAM廠商合肥長鑫現(xiàn)已量產(chǎn)的DRAM為19nm制程，預(yù)計(jì)2021年可投產(chǎn)17nmDRAM，技術(shù)與國際先進(jìn)的廠商還有較大的差距。

DRAM前景預(yù)測

根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2022年全球DRAM實(shí)現(xiàn)銷售額797億美元;2016-2022年市場年均復(fù)合增長率為11.8%。據(jù)此，保守估計(jì)未來5年DRAM市場規(guī)模將以12%左右的增長率增長，到2028年市場規(guī)模將達(dá)到1438億美元左右。

全球存儲芯片行業(yè)細(xì)分市場分析——NAND FLASH

NAND FLASH市場規(guī)模

2021年全球NAND閃存芯片銷售額達(dá)669億美元，同比增長18.20%。伴隨著消費(fèi)電子需求冷卻，2022年銷售額達(dá)到587億美元，同比下降12.26%。

NAND FLASH市場趨勢：3D化

3D化是當(dāng)前NAND閃存引領(lǐng)發(fā)展的主要趨勢，各NAND閃存大廠都在3D堆疊上加大研發(fā)力度，盡可能提升閃存的存儲密度。

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標(biāo)簽： 芯片 三星 滑移 隨筆