由于對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展路線的看法出現(xiàn)歧異,,英特爾(Intel)與美光(Micron)在NAND Flash方面的技術(shù)合作將在一年后告終,。未來(lái)美光的第四代3D NAND Flash將放棄使用浮閘(Floating Gate)技術(shù),轉(zhuǎn)向電荷捕捉(Charge Trap),。業(yè)界常將此事解讀為電荷捕捉技術(shù)大獲全勝,,成為未來(lái)NAND Flash所采用的主流技術(shù),因?yàn)槟壳俺擞⑻貭柛拦庵?,三?Samsung),、東芝(Toshiba)與海力士(SK Hynix)都已改用電荷捕捉來(lái)生產(chǎn)3D NAND Flash。
西瓜偎大邊電荷捕捉大獲全勝
在半導(dǎo)體的世界里,,一項(xiàng)技術(shù)能否成功,,供需兩端的規(guī)模都是非常重要的因素。美光的NAND Flash產(chǎn)品發(fā)展路線決定從浮閘轉(zhuǎn)向電荷捕捉,,正是因?yàn)槌擞⑻貭柛拦庵?,業(yè)內(nèi)已經(jīng)沒(méi)有其他供應(yīng)商采用浮閘技術(shù)。
由于美光決定轉(zhuǎn)向,,未來(lái)還會(huì)堅(jiān)守浮閘技術(shù)的NAND Flash供應(yīng)商將只剩下英特爾,。對(duì)英特爾來(lái)說(shuō),,這是一個(gè)相當(dāng)不利的情況。一來(lái)日后所有的研發(fā)費(fèi)用將必須獨(dú)自承擔(dān),,二來(lái)設(shè)備供應(yīng)鏈業(yè)者愿意力挺到何種程度,,也是個(gè)問(wèn)題。英特爾的設(shè)備采購(gòu)訂單再大,,也無(wú)法跟三星,、東芝、海力士等業(yè)者的設(shè)備需求總量相比,。設(shè)備業(yè)者在商言商,,其NAND Flash相關(guān)設(shè)備的研發(fā)重心必然往電荷捕捉移動(dòng),未來(lái)還能分配多少資源給浮閘制程所使用的設(shè)備,,是個(gè)大哉問(wèn),。
事實(shí)上,類似的情況在DRAM產(chǎn)業(yè)就曾發(fā)生過(guò),。在21世紀(jì)的前十年,,DRAM產(chǎn)業(yè)就曾發(fā)生過(guò)溝槽式(Trench)與堆疊式(Stack)的架構(gòu)大戰(zhàn)。溝槽式DRAM(圖1)的電容在閘極下方,,堆疊式DRAM(圖2)的電容器則在閘極上方,,是這兩種DRAM最大的差異。
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(gòu)成完整的DRAM Cell。這種制程最大的技術(shù)挑戰(zhàn)有二,,一是隨著線寬越來(lái)越細(xì),,溝槽的寬深比跟著增加,如何蝕刻出這種溝槽,,是相當(dāng)大的技術(shù)挑戰(zhàn),。其次,在進(jìn)行沉積制程時(shí),,由于溝槽的開(kāi)口越來(lái)越細(xì),,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(lái)越難,。相較之下,堆疊式DRAM則沒(méi)有上述問(wèn)題,因此隨著制程節(jié)點(diǎn)越往前推進(jìn),,溝槽式DRAM的采用者越來(lái)越少,。
兩大技術(shù)陣營(yíng)從130奈米開(kāi)始一路纏斗到75奈米,最后只剩下奇夢(mèng)達(dá)(Qimonda)還能做出溝槽式DRAM,,其他DRAM業(yè)者則早已改采堆疊式架構(gòu),。而在這個(gè)過(guò)程中,DRAM業(yè)者不斷跳槽到堆疊式架構(gòu),,設(shè)備業(yè)者對(duì)溝槽式制程的支援也越來(lái)越少,。最后,隨著奇夢(mèng)達(dá)破產(chǎn),,溝槽式DRAM也宣告走入歷史,。
如果歷史經(jīng)驗(yàn)有任何參考價(jià)值,溝槽式DRAM與堆疊式DRAM的大戰(zhàn)告訴我們,,英特爾可能做出了很危險(xiǎn)的決策,。臺(tái)語(yǔ)俗諺說(shuō)「西瓜偎大邊」,看準(zhǔn)趨勢(shì)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(jīng)濟(jì)效應(yīng)也越明顯,。而站錯(cuò)邊的廠商,,最后往往只能黯然退出市場(chǎng)。
人多的地方不要去
照理說(shuō),,英特爾應(yīng)該也看得出固守浮閘技術(shù)的危險(xiǎn)性,,但英特爾/美光宣布分手已經(jīng)幾個(gè)月過(guò)去,,英特爾看起來(lái)沒(méi)有改變NAND Flash技術(shù)發(fā)展路線的打算,。有些媒體認(rèn)為,英特爾應(yīng)該只是不愿公開(kāi)承認(rèn)浮閘技術(shù)已經(jīng)走到盡頭,,試圖做最后的努力,。
但對(duì)英特爾而言,浮閘技術(shù)或許仍有值得賭一把的理由,。筆者認(rèn)為,,英特爾不是一家會(huì)為了面子死撐的企業(yè),從Wireless USB,、WiMAX到WiDi,,英特爾技術(shù)發(fā)展押錯(cuò)寶的例子其實(shí)不少,最后都是以壯士斷腕的結(jié)局收?qǐng)?。因此,,另一個(gè)可能是,英特爾對(duì)自己的浮閘技術(shù)掌握度深具信心,認(rèn)為至少還能再支撐一個(gè)世代以上,,然后將自家記憶體產(chǎn)品過(guò)渡到Optane,,也就是3D Xpoint技術(shù)。
事實(shí)上,,筆者認(rèn)為,,對(duì)手握3D Xpoint技術(shù)的英特爾來(lái)說(shuō),以浮閘技術(shù)為基礎(chǔ)的NAND Flash,,最大的任務(wù)是爭(zhēng)取時(shí)間,,而不是真的要一直靠此技術(shù)跟其他NAND Flash供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)。
雖說(shuō)西瓜偎大邊,,但「人多的地方不要去」也是商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的常識(shí),。NAND Flash記憶體跟DRAM一樣,是同質(zhì)性很高的產(chǎn)品,,也因?yàn)槿绱?,供?yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)武器,直言之只有三項(xiàng)法寶--產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度,、成本控管跟口袋深度,。誰(shuí)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度領(lǐng)先同業(yè),誰(shuí)就能掌握新產(chǎn)品上市初期的高獲利時(shí)機(jī),;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(jià)格戰(zhàn),,在市況不佳的時(shí)候熬過(guò)市場(chǎng)寒冬,。
相較于其他記憶體供應(yīng)商,英特爾其實(shí)有很多策略選項(xiàng),,Optane就是一路活棋,,而且是其他記憶體供應(yīng)商所沒(méi)有的獨(dú)家技術(shù)。Optane的讀寫效能理論上接近DRAM,,但卻具有NAND Flash的非揮發(fā)特性,,被認(rèn)為是非常有潛力的次世代記憶體。不過(guò),,目前Optane固態(tài)硬碟(SSD)的效能其實(shí)跟NAND Flash SSD相去不遠(yuǎn),,價(jià)格卻高出一大截,因此市場(chǎng)接受度并不理想,。也因?yàn)槿绱?,英特爾還需要時(shí)間為Optane做更多準(zhǔn)備,包含平臺(tái)架構(gòu)/軟體的調(diào)整跟最佳化,,以及最重要的降低成本,,Optane的市場(chǎng)接受度才有機(jī)會(huì)提升,。
另一方面,Optane除了用在SSD之外,,也可以DIMM模組的型態(tài)出現(xiàn),。目前英特爾已經(jīng)提供基于Optane的DIMM模組工程樣品給特定客戶,預(yù)計(jì)2019年開(kāi)始量產(chǎn),。這是一項(xiàng)非常值得關(guān)注的產(chǎn)品,,即便短期內(nèi)Optane DIMM不可能取代DRAM的地位,但至少有攪局的潛力,。
某記憶體相關(guān)業(yè)者就直言,,主機(jī)板上的DIMM插槽總數(shù)不太有增加的機(jī)會(huì)。換言之,,只要Optane DIMM占掉一個(gè)插槽,,DRAM的DIMM插槽就少一個(gè)。由于DRAM報(bào)價(jià)居高不下,,英特爾在2017年拱手把盤據(jù)數(shù)十年的全球半導(dǎo)體營(yíng)收龍頭寶座讓給了三星,,而Optane DIMM這項(xiàng)產(chǎn)品在此刻現(xiàn)身,其實(shí)頗有牽制三星的意味存在,。
前面提到,,英特爾不是純記憶體業(yè)者,而是運(yùn)算平臺(tái)的主導(dǎo)者,,因此,,相較于其他記憶體業(yè)者只能在英特爾制定的平臺(tái)框架內(nèi)競(jìng)爭(zhēng),在技術(shù)上,,英特爾可以用平臺(tái)設(shè)計(jì)來(lái)拉抬Optane,,在商業(yè)模式上也有捆綁銷售的可能性。
供應(yīng)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(tái)中推廣,,但整體來(lái)說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)的最大隱憂,,恐怕就是它的特殊性,。3D Xpoint是英特爾跟美光聯(lián)手開(kāi)發(fā)的次世代記憶體技術(shù),,目前已經(jīng)商品化的廠商則只有英特爾一家,,美光則不愿意將基于3D Xpoint技術(shù)的記憶體運(yùn)用在SSD產(chǎn)品上,甚至寧可讓其廠房閑置,,也不愿生產(chǎn)3D Xpoint記憶體,。
某種程度上,這也是Optane SSD價(jià)格居高不下的原因之一,,因?yàn)楫a(chǎn)能實(shí)在太低,。沒(méi)有量就不會(huì)有Cost Down,是電子業(yè)的基本規(guī)律。此外,,單一供貨商也會(huì)使原始設(shè)備制造商(OEM)跟品牌廠持觀望態(tài)度,。
或許也是考量到單一供應(yīng)商可能造成的問(wèn)題,加上3D Xpoint的部分關(guān)鍵技術(shù)也來(lái)自美光,,因此在英特爾,、美光宣布停止合作開(kāi)發(fā)下一代NAND Flash記憶體的同時(shí),美光也明確表示,,雙方在3D Xpoint技術(shù)上的合作將繼續(xù)進(jìn)行,。
美光的盤算應(yīng)該是將3D Xpoint記憶體運(yùn)用在DIMM模組產(chǎn)品上,而非SSD,。但即便英特爾跟美光聯(lián)手提供3D Xpoint記憶體,,其供應(yīng)量相對(duì)于整個(gè)DRAM或NAND Flash產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)還是太小,只能稍微紓解單一供應(yīng)商的疑慮,。
總結(jié)來(lái)說(shuō),,3D Xpoint雖有發(fā)展?jié)摿Γ涫袌?chǎng)普及仍有諸多障礙需要克服,,英特爾跟美光的操盤手,,對(duì)此必須小心翼翼,做好縝密規(guī)畫(huà),。