物联网将带动边缘计算和新式存储器的发展

（文章来源：DeepTech深科技）

新式存储器可分为独立型产品，以及嵌入于逻辑工艺，用于取代部分传统的嵌入式快闪存储器 eFlash 技术，而在嵌入式技术上，趋势已快速成熟中。但用于独立型存储器上，目前还有性能、成本的问题待克服。

因此，新式存储器无论是 MRAM 、PCRAM 和 ReRAM 等，并不会冲击到现在国内正如火如荼发展的 DRAM 、3D NAND 芯片产业，但对于一些应用领域如云计算、物联网带动的边缘计算，加入新式存储器技术后，确实能让整个产业的发展如虎添翼。

新式存储器技术已经被提出将近 20 年，成熟之路是跌跌撞撞。直到 2015 年，英特尔的 3D XPoint 技术横空出世，被认为是类似于 PCRAM 的结构，整个新式存储技术才算是豁然开朗，之后几年的发展更是势如破竹。

为了替新式存储器产业添柴火，身为全球半导体龙头的应用材料针对 MRAM 、 PCRAM 、ReRAM 推出两款机台设备：Endura Clover MRAM 物理气相沉积（PVD）机台，以及 Endura Impulse 物理气相沉积（PVD）机台，成为推动该产业发展的有力推手。

DeepTech 通过与应用材料两位专家，分别是应用材料中国区事业部总经理兼首席技术官赵甘鸣博士，以及应用材料金属沉积产品全球产品经理周春明博士的对话，来一窥新式存储器将带给这个世界什么样的变化，借此见证存储产业的历史转折。

因为，计算能力已不再是单独的处理器能力决定，而是说处理器跟存储器之间来回的传输数据，也因为面临瓶颈，导致计算能力无法再前进。Near Memory Computing 的定义，就是用大量的高带宽、大容量，把存储器和计算处理器更紧密连在一起，在系统层级增加计算性能。

这概念其实都是用现有的构建模块，比如 DRAM、NAND 、SRAM 等去实现，未来也逐渐与新式存储器 MRAM、ReRAM、PCRAM 结合来增加计算性能，并且打造“存储器计算”（In-Memory Computating）的基础。

In-Memory Computating 在这几年是个非常火的概念，但可能还要至少 3 ~ 5 年的时间才能实现。不同于 Near Memory Computing 是把存储跟处理放得更靠近，In-Memory Computating 就是把存储和处理器整合在一起进行计算，就没有传输、延迟等问题，并且大幅提升效能。

在 MRAM 制造过程中，需要在一个平台上实现超过 10 种材料、超过 30 层薄膜的堆积、沉积是非常复杂的。相较之下， PCRAM 和 ReRAM 没有那么多层，但它还是有很多层的结构，包括电极、选择器、存储器，里面的材料非常独特。比如说 PCRAM，其材料结构是 GST ，包含锗 Ge 、锑 Sb、碲 Te，并不是常用的材料，挑战是如何沉积这些复合材料，控制其组分。

针对 PCRAM 和 ReRAM 大规模量产，应用材料对应的设备为 Endura Impulse PVD 系统，可严格控制多组分材料成分，同时可以实现出色的薄膜厚度、均匀性、界面控制。以大趋势观之，新式存储器的大规模量产会从嵌入式开始，比如台积电将 ReRAM 和 MRAM 嵌入至现有工艺，之后新式存储技术才会往独立存储器领域发展，因为其需要的密度会更高。

迎接“数据爆炸”时代，芯片急需高计算性能，偏偏遇上摩尔定律放缓的时代，而类脑芯片、量子计算距离实现又太远，新式存储技术在磨刀多年后，遇上设备材料实现突破，正好可以赶上万物互连、海量数据计算的时代，上战场打仗。

新式存储器大规模量产之际，正好遇上国内的 3D NAND 和 DRAM 两种传统存储器要加入国际竞争舞台一搏高下之时。虽然彼此应用领域、层面相异，但凑巧地，新旧技术同样走在历史转折的一页，互相见证全球科技产业铺成的轨迹。