对于存储市场来说，2020年是一个混乱的一年，并且还没有结束。

截至目前为止，主流存储器的3D NAND和DRAM的需求略好于预期。但是现在，由于经济放缓，库存问题和持续的贸易战，市场存在一些不确定性。

另外，3D NAND FLASH市场正在朝着新一代技术发展，其中有一些正在遇到良率问题。3D NAND和DRAM的供应商正在从中国获得新的竞争。

在2019年放缓之后，内存市场本应在今年反弹。然后，COVID-19大流行来袭。突然，很大比例的国家实施了各种措施来减轻疫情，例如在家中用餐和停业等。随后出现了经济动荡和失业。

然而，事实证明，居家办公的经济推动了国外对PC，平板电脑和其他产品等不可预测的需求，数据中心对服务器的需求也不断增长，所有这些推动了对存储器和其他芯片类型的需求。

中美因素

持续的中美贸易战继续在市场上造成不确定性，但也引发了一波恐慌性的芯片购买热潮。基本上，美国已经对中国的华为发起了一系列贸易限制。因此，一段时间以来，华为一直在囤积芯片，拉动需求。

华为作为供应链中的大客户，为了与华为开展以及保持业务关系，美国公司和其他公司在9月14日之后要求美国政府颁发新许可证。许多供应商都在削减与华为的联系，这将影响芯片需求。

总体而言，整个内存市场非常复杂，还有许多未知数。

DRAM动态

集成处理器，图形以及内存和存储，通常被称为内存/存储层次结构。在该层次结构的第一层中，SRAM被集成到处理器中以实现快速数据访问。下一层DRAM是分开的，用于主存储器。磁盘驱动器和基于NAND的固态存储驱动器（SSD）用于存储。

对于DRAM来说，2019年是艰难的时期，需求低迷且价格下跌。三大顶级DRAM制造商之间的竞争一直很激烈。根据市场机构的数据，在DRAM市场中，三星以2020年第二季度的43.5％的份额领先，紧随其后的是SK 海力士（30.1％）和镁光（21％）。

预计竞争将随着来自中国的新进入者而加剧。根据Cowen＆Co的说法，合肥长鑫正在交付其首条19nm DRAM产品线，该产品正在开发中的17nm产品。

合肥长鑫将如何影响市场还有待观察。同时，2020年，DRAM市场喜忧参半。根据IBS的数据，总体上，DRAM市场预计将达到620亿美元，与2019年的619.9亿美元基本持平。

在家办公的经济以及数据中心服务器的蓬勃发展，推动了2020年上半年和2020年第三季度对DRAM的强劲需求。“数据中心和PC成为第一季度到2020年第三季度增长的关键驱动力，” IBS首席执行官认为。

如今，DRAM供应商正在发售基于1xnm节点的设备。FormFactor高级副总裁Amy Leong说：“随着DRAM供应商开始增加1nmy和1nmz节点，我们看到第三季度对DRAM的需求将增加。”

但是，现在人们担心到2020年下半年将会放缓。“在2020年第四季度，由于数据中心需求放缓，市场有所疲软，但这并不是一个大的下降，” IBS的琼斯说。

同时，到目前为止，对于智能手机的内存需求来说，这是平淡的一年，但是这很快就会改变。在移动DRAM方面，供应商正在增加基于新LPDDR5接口标准的产品。三星表示，16GB LPDDR5设备的数据传输速率为5500Mb / s，比以前的移动内存标准（LPDDR4X，4266Mb / s）快约1.3倍。

Cowen分析师卡尔·阿克曼（Karl Ackerman）在一份研究报告中表示：“我们预计到2020年日历年，由于具有更高DRAM含量的旗舰5G智能手机设备的更高产量，对移动DRAM和NAND的需求将增加。”

根据IBS的数据，下一代无线技术5G预计将在2021年推动DRAM需求。IBS的琼斯说：“ 2021年，增长的主要动力将是智能手机和5G智能手机。” “此外，数据中心的增长将相对强劲。”

3D NAND FLASH的挑战

经过一段时间的低迷增长后，NAND 闪存的供应商也希望在2020年有所反弹。“我们对NAND闪存的长期需求感到乐观，” FormFactor的Leong表示。

根据IBS的数据，总体上，NAND闪存市场预计到2020年将达到479亿美元，比2019年的439亿美元增长9％。IBS的琼斯说：“从2020年第一季度到第三季度的关键应用驱动程序是智能手机，个人计算机和数据中心。” “我们已经看到2020年第4季度需求有所疲软，但这并不重要。”

根据IBS的数据，到2021年，NAND市场预计将达到533亿美元。琼斯说：“ 2021年的主要驱动力将是智能手机。” “我们看到每台智能手机的数量有所增加，NAND含量也在增加。”

在NAND市场中，三星以2020年第二季度的31.4％的份额领先，其次是铠侠（17.2％），西部数据（15.5％），SK 海力士（11.7％），然后是镁光（11.5％）和英特尔（11.5％）。

如果那还不够，那么长江存储最近以64层 3D NAND FLASH产品进入了NAND市场。

同时，一段时间以来，供应商一直在增加3D NAND（平面NAND闪存的后继产品）。与2D结构的平面NAND不同，3D NAND类似于一个垂直摩天大楼，其中堆叠了存储单元的水平层，然后使用微小的垂直通道进行连接。

通过堆叠在设备中的层数来量化3D NAND。随着增加更多的层，系统中的位密度增加。但随着添加更多层，制造挑战将升级。

3D NAND也需要一些困难的沉积和蚀刻步骤。“您正在使用不同的化学物质。您还要遵循某些蚀刻配置文件，特别是对于高纵横比蚀刻或所谓的HAR。对于3D NAND，这变得极为关键。” TEL America副总裁兼副总经理Ben Rathsack在最近的演讲中说道。

去年，供应商正在销售64层3D NAND产品。“今天，92和96层3D NAND设备很常见，” TechInsights的高级技术研究员Jeongdong Choe说。“这些设备在移动，SSD和企业市场中很常见。”

128层3D NAND是下一代技术。有报道显示，由于产量问题，这里有一些延误。“ 128L SSD刚刚在市场上发布，这有点延迟，而且产量问题仍然存在。”

目前尚不清楚问题将持续多久。尽管如此，供应商正在采取不同的途径来扩展3D NAND。有些正在使用所谓的字符串堆叠方法。例如，一些公司正在开发两个64层设备并将它们堆叠起来，形成一个128层设备。

其他人则走另一条路。Choe说：“三星保持了128L的单堆叠方式，这涉及到非常高的纵横比垂直通道蚀刻。”

业界将继续扩展3D NAND。根据Choe预计，到2021年底，将有176至192层的3D NAND部件投入生产。

这里有一些挑战。Lam Research首席技术官Rick Gottscho表示：“我们对3D NAND缩放感到乐观。扩展3D NAND面临两个重大挑战。其中之一是，当您沉积越来越多的层时，薄膜中的应力会增加，这会扭曲晶圆并使图案变形，因此当您使用双层或三层时，对准将成为更大的挑战。”

目前尚不清楚3D NAND的扩展范围，但始终需要更多的位。“长期需求旺盛，” Gottscho说。“数据以及数据生成和存储呈爆炸式增长。所有用于挖掘数据的所有这些应用程序都将为新的应用程序提供更多的数据，因此，对数据的需求无穷无尽，并永远存储数据。”

下一代存储器

一段时间以来，业界一直在开发几种下一代存储器类型，例如相变存储器（PCM），STT-MRAM，ReRAM等。

这些存储器类型具有吸引力，因为它们将SRAM的速度和闪存的非易失性结合在一起，具有无限的耐用性。但是，由于新存储器使用了复杂的材料和切换方案来存储数据，因此它们需要花费更长的时间开发。

在新的存储器类型中，PCM最为成功。一段时间以来，英特尔一直在发售3D XPoint，这是一种PCM。美光公司还出售PCM。非易失性存储器PCM通过更改材料的状态来存储数据。它比闪存更快，并且具有更好的耐久性。

STT-MRAM也在出货。它具有SRAM的速度和闪存的非易失性以及无限的耐用性。它利用电子自旋的磁性在芯片中提供非易失性。

STT-MRAM提供独立和嵌入式应用程序。在嵌入式方面，它的目标是在微控制器和其他芯片中替代22nm及以上的NOR FLASH。

与闪存相比，ReRAM具有更低的读取延迟和更快的写入性能。在ReRAM中，将电压施加到材料堆栈上，从而导致电阻变化，从而将数据记录在内存中。

UMC产品管理技术总监David Uriu表示：“ ReRAM和某种程度上的MRAM受缺乏成功的批量使用案例的影响。” 从PCM到MRAM再到ReRAM的每种技术都有其优缺点。我们已经看到许多关于这些技术的令人兴奋的预测，但事实是它们仍在起作用。”

在PCM蓬勃发展的同时，其他技术也刚刚扎根。Uriu说：“随着时间的流逝，需要证明产品采用的成熟性，” “总体上已经提出了有关成本，模拟性能和使用案例的问题，只有少数几个挑战。绝大多数风险太高，无法押注生产和总拥有成本风险。”

这并不是说MRAM和ReRAM的潜力有限。但确实看到了MRAM和ReRAM的未来潜力。PCM虽然比较昂贵，但已经证明可以工作并且已经开始成熟。存储行业不断改进与开发这些较新的内存设计的成熟度相关的材料和用例，并将这些产品推向市场以用于高级应用程序，例如人工智能，机器学习和内存处理或内存计算应用程序。它们将扩展到我们今天用于消费者，智能物联网，通信，3D传感，医疗，运输和信息娱乐应用的许多机器。

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