《創(chuàng)新者的窘境》一書中指出,，成熟企業(yè)總是能在一輪又一輪的延續(xù)性技術(shù)浪潮中保持領(lǐng)先,，但往往在面臨更為簡單的破壞性創(chuàng)新技術(shù)時(shí)遭遇失敗,。在面對破壞性創(chuàng)新時(shí)，先進(jìn)入市場的企業(yè)可以建立起巨大的先發(fā)優(yōu)勢,，這就是創(chuàng)新者的窘境?，F(xiàn)在，DRAM市場的破壞性創(chuàng)新來了,。近日,，DRAM IP提供商Kilopass公司宣布推出垂直分層晶閘管(VLT)技術(shù)，宣稱有望顛覆目前的DRAM產(chǎn)業(yè)格局,。

　　DRAM需求轉(zhuǎn)向云計(jì)算/服務(wù)器 面臨制程升級及功耗難題

　　來看看目前的DRAM市場吧,。2015年全球DRAM市場為450億美元，在總產(chǎn)值為3500億美元的全球IC市場中的重要性不言自明,。

　　從市場需求來看,，PC,、手機(jī)等需求趨緩，新的增長點(diǎn)將出現(xiàn)在云計(jì)算/服務(wù)器等市場領(lǐng)域,。分析顯示,，今年DDR4 DRAM預(yù)估在整個(gè)服務(wù)器市場份額的比重將躥升至八成。

　　在制程方面,，三強(qiáng)中三星,、SK海力士、美光均已導(dǎo)入20nm制程,，且三星業(yè)已成功導(dǎo)入18nm制程,。但有分析顯示，DRAM制程自2010年以來已放緩了步伐,，因?yàn)镈RAM是靠電容電位來記錄其邏輯值的,，而摩爾定律不包括電容，因而2017年SoC將在7nm工藝實(shí)現(xiàn),，3D NAND將實(shí)現(xiàn)64/96層堆疊,，而DARM將停滯于1xnm工藝。

　　這就帶來了“阿琉克斯之踵”,。Kilopass首席執(zhí)行官Charlie Cheng指出,，一是傳統(tǒng)DRAM采用的存儲單元結(jié)構(gòu)是1個(gè)晶體管搭配一個(gè)電容器(1T1C)。受制于電容的尺寸和容量,，DRAM的尺寸縮小再往下走非常困難,。二是DRAM新的增長點(diǎn)將集中在云計(jì)算/服務(wù)器等領(lǐng)域，對DRAM有更嚴(yán)苛的功耗要求,，傳統(tǒng)的DRAM難以成全,。

　　Charlie Cheng解釋說，因電容無可避免地有漏電現(xiàn)象而使電位下降,，需要周期性地對高電位電容進(jìn)行充電而保持其穩(wěn)定,。而工藝提升使得較小的晶體管帶來更多的漏電流，且較小的電容擁有更少的電容量,，這將導(dǎo)致兩次刷新之間的間隔時(shí)間必須縮短,。由于刷新周期頻率的加快,，16Gb的DDR DRAM中高達(dá)20%的原始帶寬將丟失,，這使CPU必須分擔(dān)一部分性能來保持系統(tǒng)競爭力。這對于常年處于80度以上高溫環(huán)境的服務(wù)器來說,，是極大的負(fù)累,。因而，DRAM市場迫切需要新的變革,。

　　VLT技術(shù)存多重優(yōu)勢 現(xiàn)可支持20nm節(jié)點(diǎn)量產(chǎn)

　　為解決這一難題,，業(yè)界也多方求索,，如3D XPoint、磁變存儲器(MRAM),、阻變存儲器(RRAM)和相變存儲器(PCM)等,，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)具備低延遲與高使用壽命水平，又能夠?qū)崿F(xiàn)可擴(kuò)展存儲單元的新型方案,，但究竟誰能勝出尚未定論,。

而Kilopass另辟蹊徑，開發(fā)了獨(dú)特的VLT技術(shù),。之前Kilopass自主研發(fā)的嵌入式一次性可編程(OTP)技術(shù),，與ROM、Fuse,、eFlash等或不安全,、或存儲單元太大、或可擴(kuò)展性不強(qiáng)等相比優(yōu)勢顯著,，在全球DRAM市場中已占據(jù)60%的份額,。Charlie Cheng介紹說，VLT技術(shù)是通過垂直方式實(shí)現(xiàn)晶閘管架構(gòu)來形成鎖存,，不需要傳統(tǒng)DRAM所需電容,。因此，不再需要刷新,，也不存在漏電,，性能利用率可以達(dá)到100%。

　　“與目前最主流的DRAM技術(shù)相比,，VLT技術(shù)與現(xiàn)有的DDR標(biāo)準(zhǔn)兼容,，具有更小的存儲單元、更高效的結(jié)構(gòu),、更少的加工步驟,，可將尺寸縮小近30%，待機(jī)功耗降低10倍,，性能提高15%,，晶圓光照加工步驟減少三成，與目前主流20nm DRAM相比制造成本降低45%,。最為關(guān)鍵的是,，VLT避開了傳統(tǒng)DRAM制造中最大的挑戰(zhàn)，即溝道電容的制造,，從而規(guī)避了相關(guān)的專利沖突,，這一點(diǎn)具有很重要的戰(zhàn)略意義?！?/p>

　　在記者提及的量產(chǎn)工藝驗(yàn)證方面,，他表示,，VLT采用的工藝技術(shù)與邏輯CMOS的工藝兼容，也不需要采用新的材料,，客戶原有的生產(chǎn)線并不需要進(jìn)行太多的更改就可生產(chǎn)基于VLT技術(shù)的DRAM,，還可以利用模擬器軟件調(diào)整技術(shù)和良率。

　　據(jù)悉,，VLT存儲單元的器件測試已于去年完成,，完整的內(nèi)存測試芯片于5月份成功流片。現(xiàn)Kilopass已可提供支持20nm 到30nm節(jié)點(diǎn)的VLT DRAM技術(shù),，而新一代10nm技術(shù)的驗(yàn)證有望在明年完成,。

　　發(fā)展存儲器已成IC重要戰(zhàn)略 VLT能否成第二選擇?

　　之所以如此詳盡地介紹VLT新技術(shù)，眾所周知的原因是存儲器是IC產(chǎn)業(yè)的基石之一,，發(fā)展存儲器產(chǎn)業(yè)已成為中國IC業(yè)的重要戰(zhàn)略,。中國高端芯片聯(lián)盟理事長、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司總裁丁文武曾指出,，IC是我國進(jìn)口最大宗產(chǎn)品,，存儲器則是中國進(jìn)口IC最大宗的產(chǎn)品，比例已超四分之一,。存儲器將廣泛應(yīng)用于云計(jì)算,、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子產(chǎn)品中,，可謂明星產(chǎn)業(yè),，未來將以10%的復(fù)合增長率持續(xù)增長。巨大的市場需求,，是存儲器的發(fā)展動力,；而信息安全和產(chǎn)業(yè)安全則是實(shí)施存儲器的戰(zhàn)略需要，否則在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)中將永遠(yuǎn)依賴于人,、受制于人,。

　　近年來國內(nèi)企業(yè)也紛紛加大投入布局存儲產(chǎn)業(yè)，長江存儲投資240億美元打造國內(nèi)集成電路存儲器產(chǎn)業(yè)基地,，主攻3D NAND和DRAM,，預(yù)計(jì)2020年實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)能30萬片（其中3D-NAND 20萬片，DRAM 10萬片）,。福建晉華存儲器IC生產(chǎn)線項(xiàng)目作為國家重點(diǎn)支持的DRAM存儲器生產(chǎn)項(xiàng)目,，一期投資額達(dá)370億元。

　　然則,，DRAM市場“知易行難”,。與NAND閃存較為混亂的市場態(tài)勢相較，DRAM市場三星,、海力士和美光三強(qiáng)鼎立的狀態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,，三家企業(yè)共同占有超過90%的市場份額。此外,，現(xiàn)有DRAM的最關(guān)鍵技術(shù)是電容存儲單元,，它不僅帶來了特有的制造挑戰(zhàn)，還被DRAM存儲器三大巨頭的專利所保護(hù),，中國大陸欲進(jìn)軍DRAM產(chǎn)業(yè)的困難不可小視,。

       “為了進(jìn)入DRAM市場，后發(fā)的中國廠商需繞開技術(shù)授權(quán)限制,，必須利用創(chuàng)新的替代方案,，以爭取實(shí)現(xiàn)差異化，推動競爭升級,，VLT技術(shù)雖無法替代現(xiàn)有的DRAM技術(shù),，但可成為中國發(fā)展DRAM的第二條路徑?！? Charlie Cheng強(qiáng)調(diào)說,，“VLT技術(shù)所需的投資額度不大，且已在20nm至31 nm工藝通過驗(yàn)證,，是一條可行的自主性發(fā)展的技術(shù)道路,。加上需要支付kilopass的授權(quán)費(fèi)用和驗(yàn)證費(fèi)用，大約投入100萬美元就可以實(shí)現(xiàn)投產(chǎn),?！?/p>

　　Charlie Cheng透露，Kilopass會在全球各國中選擇3~4家企業(yè)做授權(quán),，目前已有跟武漢等方做深入接洽,。

　　未來是場硬仗 存儲器之路何去何從？

　　雖然VLT如此光環(huán)加身,，但DRAM陣營亦不會坐視不理,。

　　DRAM 標(biāo)準(zhǔn)從非同步的 DIP、EDO DRAM,、同步的 SDRM,、進(jìn)展到上下緣皆可觸發(fā)的 DDR DRAM。雖然 DRAM未來在速度與耗電量的改進(jìn)空間不大,，但產(chǎn)業(yè)界早已積極開發(fā)類似的內(nèi)存架構(gòu),，如MRAM 、RRAM等,，DDR4 會不會是末代 DRAM 標(biāo)準(zhǔn),，誰也無法預(yù)測。

　　半導(dǎo)體知名專家莫大康亦分析說,，Kilopass公司提出的VLT技術(shù)制造DRAM是條好的思路,，可以嘗試,，但未來能否實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)可能尚不好言。因?yàn)槿駾RAM業(yè)為了尋找替代品已經(jīng)奮斗多年,，尚沒有定論,。

　　對國內(nèi)來說，3D閃存雖是“板上釘釘”要加快發(fā)展,，但在DRAM層面不是“華山一條路”,。在中國存儲器產(chǎn)業(yè)急需尋求突破的重要?dú)v史階段，尋找一種最具有競爭力和發(fā)展?jié)摿Φ腄RAM,，緊迫且意義重大,，這也注定是場艱難的硬仗。

　　莫大康表示,，國外巨頭可能是先打IP戰(zhàn),，控制技術(shù)與人才流失，最后一招是打價(jià)格戰(zhàn),，讓國內(nèi)企業(yè)在資金方面無法承受,。“因而,，國內(nèi)現(xiàn)階段存儲器自行研發(fā)一定要加緊突破,，而且一定要把研發(fā)與量產(chǎn)結(jié)合在一起，改變之前兩者脫節(jié)的弊病,。同時(shí)要充分利用好設(shè)備制造商,，它們手中握有許多關(guān)鍵工藝技術(shù)，在提供設(shè)備的同時(shí)與存儲器廠商分享,?！蹦罂祻?qiáng)調(diào)，“無論是3D NAND 閃存或是DRAM,，中國首要解決的是從無到有的問題,，相信這是完全可能的。然而由于采用技術(shù)的不同,，以及制造成本方面的顯著差異,，未來的痛點(diǎn)是如何在面臨巨額虧損下不動搖、不氣餒,，只有堅(jiān)持下去才有成功的希望,。”