記憶體PK戰
主流vs下世代 2020年黃金交叉
彭茂榮/工研院IEK
ITIS計畫產業分析師
隨智慧電子系統產品走向輕薄短小、多廉快美的趨勢，想像一下，未來智慧手機重量只有20公克、100種多功能整合、開機只要一秒、手機講三天不用充電、待機可以達一個月、瞬間開啟應用軟體檔案不用等待，將是一種美好的生活體驗。
影響所及，記憶體IC技術業將朝二大方向發展：
1.製程技術依照摩爾定律(Moore's
Law)不斷微縮，IC產品每隔約1.5年，製程微縮技術就會進入下一個世代，使得在相同面積下可容納的電晶體數目倍增，以降低記憶體IC成本、提升容量、及提升速度等。
2.More Than
Moore，高度半導體元件整合，亦即IC將整合不同功能，如Logic
IC與Memory
IC整合，甚至是異質的元件整合，例如Logic、Analog、HV
Power、Sensors、Biochips，達到系統層級的目標。
在多媒體影音時代下，電子產品對記憶體容量需求有增無減，預估至2020年可達1,900兆MB(包含Working
Memory及Storage
Memory等)，其2006～2020的CAGR為70%。
國際半導體技術藍圖(ITRS)及國際記憶體大廠都認為，主流記憶體DRAM及NAND
Flash因元件特性及物理結構等先天問題，將在1xnm以下遇到製程微縮的重大挑戰與瓶頸。
NAND
Flash在2013年進入1xnm，DRAM在2017年進入1xnm，將可能嚴重影響成本、容量及效能的發展。為了持續降低記憶體的單位成本、提升容量與增加效能，諸多新技術正在研發，如3D
Memory及3D
IC(TSV)等技術，預計2015年NAND
Flash會從2D走向3D，延續NAND
Flash產品生命周期。
除3D
Memory技術，下世代記憶體，如相變化記憶體(PCM)、電阻式記憶體(RRAM)等，也有機會突破上述限制，擁有更好效能，從不同材料與設計著手，並在2016到2021年開始取代目前主流記憶體。
主流記憶體市場中，DRAM及NAND
Flash為二大主要產品，台灣記憶體廠商主力投入在DRAM、NOR
Flash、SRAM、Pseudo
SRAM等產品。
預估2012年，全球記憶體市場超過600億美元，其中DRAM約300億美元，在電子系統產品中主要扮演工作記憶體(Working
Memory)的角色，NAND
Flash約250億美元，主要負責儲存記憶體。預估2020年，全球記憶體市場將成長至1,000億美元。
國際記憶體大廠認為，從效能和成本來看，有潛力取代NAND
Flash的是RRAM，有潛力替代NOR
Flash的是PCM，有潛力取代DRAM的是STT-MRAM。
三星電子從2010年開始量產PCM，規劃2015年開始生產RRAM及STT-MRAM，預估2015至2020年下世代記憶體將逐漸蠶食鯨吞目前主流記憶體的市場，甚至下世代記憶體與主流記憶體市場將在2020年出現黃金交叉。
雖主流記憶體有微縮瓶頸，但目前仍在尋求延續生命周期之突破技術；下世代記憶體雖有出色的效能優勢，但目前仍在研發階段。因此短時間內，並不會出現某種下世代記憶體完全取代某項主流記憶體。
反而在電子系統產品中，可能出現各種主流記憶體及下世代記憶體共存，各自扮演其功能和角色，以發揮電子系統產品最大效益，各種記憶體可能用SoC或3D
IC堆疊方式加以整合。以往電子系統中，可能包含DRAM、SRAM、NOR
Flash及NAND
Flash；未來因電子系統產品的特殊需求，同時需要更多種記憶體。
以容量別而言，電子系統產品中可能包含90%的NOR
Flash和10%的PCM，或90%的DRAM和10%的STT-MRAM、90%的NAND
Flash和10%RRAM。
目前只有三星電子有能力自家做到各種記憶體的整合，所以台灣更要靠下世代記憶體研發聯盟，以打群架的方式，以期未來在SoC和Stand-alone的記憶體市場中打一場勝仗。
六大趨勢
看未來電子產品
從六大趨勢看人類對智慧電子產品的需求：
趨勢1保護地球
環保及地球暖化等問題日益受重視，減碳及低耗能的綠能電子產品將成為熱門產品，如LED電子產品、及太陽能電子系統。
趨勢2高齡少子化
高齡化及少子化社會型態來臨，居家照護及醫療照護的系統建置需求將日益龐大，帶動健康管理及監控照護產品的市場機會。例如，臨床醫電產品、醫療影像產品、居家醫療產品。
趨勢3極簡與個人化
系統產品設計走向個人化及極簡化，包括消費者的自主性控制、功能隨選及外型整合，凸顯3C整合及創意產品的市場機會。
趨勢4安全化
在國家、個人居家、行車等安全考量下，將帶動指紋辨識產品、自動聲控及遠距影像監視等產品機會。在車用電子系統產品部分，如安全氣囊電子系統、防鎖死煞車系統、引擎控制電子系統、及GPS汽車導航系統等。
趨勢5智慧化
智慧化的產品需求將使得人工智慧及人機互動之商機無限，如智慧型機器人、IA玩具、電子寵物、智慧電視、互動學習等。
趨勢6虛擬化
強調人與人之間無縫連結與雲端運算需求，對於終端的智慧手持裝置的需求快速增加，例如，智慧型手機以及平板電腦等電子相關的產品。
另外，也需要建置更多雲端資料中心，對於雲端伺服器及儲存容量有大量需求，帶動相關電子產品如伺服器、固態硬碟(SSD)、及各式網通設備等商機。
2012-09-05 工商時報
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