目前内存依储存特性, 以断电后数据是否消失可分为挥发性和非挥发性内存, 挥发性内存断电后数据不能留存, 成本较高但是速度快, 通常用于数据暂存; 非挥发性内存访问速度较慢, 但可长久保存数据.
静态随机存取内存(SRAM)与动态随机存取内存(DRAM)常被大量使用在计算机系统及电子产品中, 做为数据暂存用之挥发性内存. DRAM目前以PC/NB与行动应用为主, 但在支持虚拟化, 绘图及其他复杂, 实时工作应用上也将逐年增加. DRAM从80年代前全球超过20家公司制造, 目前只剩三星 (Samsung) , SK海力士 (SK Hynix) 与美光 (Micron) 等三家寡占市场, 应用种类从主要PC类扩及消费性电子 (如 iPod) , 手机, 平板计算机, 穿戴装置, 智能汽车, 无人驾驶车对 DRAM的需求也愈来愈高.
只读存储器 (ROM) 或可擦写式内存如传统机械式硬盘 (HDD) , 固态硬盘 (SSD) , 闪存 (Flash Memory) 等虽然有不同的读写特性, 但皆是在电源被切断后仍可长时间保存数据. 其中Flash的操作速度与一般硬盘相比还是比较快, 所以逐渐成为主流.
Flash内存的架构和ROM可分为并联式(NOR)跟串联式(NAND), 并联式闪存(NOR-Flash)常见于主板BIOS, 串联式闪存(NAND-Flash) 常见于一般消费性电子产品, 如手机, 随身碟, SSD等, NAND Flash随着制程技术不断进化, 单位容量成本不断下降, 已在智能手机, 嵌入式装置与工控应用大量普及, 近年来应用于大数据数据储存及愈来愈多笔记本电脑的固态硬盘需求增加, 由NAND-Flash所制成的SSD有逐渐取代一般硬盘的趋势. 主要厂商为三星, 东芝与SK海力士等.
DRAM及NAND Flash在特性与成本上具有互补性, 前者每秒传输带宽大, 单位成本较高且消耗功率较大; 后者传输速度慢, 每单位成本较低且消耗功率低, 因此两者在市场与功能上有区隔性, 也构成目前内存产品两大阵营, 因应物联网, 大数据与云端等数据爆发性成长世代来临, 内存不管是独立或嵌入式, 都将是系统架构的关键组件.
展望2020年时, 全球内存市场规模为795.1亿美元, 其中DRAM占38.9%, NAND Flash占55.1%, 下世代内存的占比则跃升为2.0%.
然而, 由于主流内存DRAM与NAND在微缩制程上已出现瓶颈与影响, 因此找出替代性的解决方案或改变电路等, 以因应未来数据储存需求, 将是目前内存产业最重要的议题.
开发下世代内存的三大衡量标准包括成本, 组件效能, 可微缩性与密度等, 其中成本需考虑内存颗粒, 模块与控制电路等总体; 组件效能则包含延迟时间, 可靠度, 数据保存耐久度等.
下世代的内存, 目前普遍朝向改变过去储存电荷来存取数据的方式, 藉由改变储存状态机制解决制程上的限制, 另外, 低功耗为下世代内存甚至组件的共通目标. 台湾拥有全球最先进的制程及优秀组件与电路研发人才, 在内存研发站在相当有利的位置. 应把握优势, 完善电子产业生态链, 避免受制于国外大厂对内存市场的垄断, 在全球站稳地位, 保持台湾产业的竞争力. (作者是国家实验研究院科技政策研究与信息中心研究员)
STPI简介
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