AI/HPC将加速新型存储器更快进入市场 台积电积极推动

随着人工智能（AI）的深度学习及机器学习、高效能运算（HPC）、物联网装置的普及，巨量资料组成密集且复杂，除了在处理器上提供运算效能，也需要创新的存储器技术方能有效率处理资料。包括磁阻式随机存取存储器（MRAM）、可变电阻式随机存取存储器（ReRAM）、相变化随机存取存储器（PCRAM）等新型存储器，开始被市场采用，而AI/HPC将加速新型存储器更快进入市场。

据了解，台积电近年来积极推动将嵌入式快闪存储器（eFlash）制程改成MRAM及ReRAM等新型存储器嵌入式制程，与应用材料有很深的合作关系。联电也有布局ReRAM，旺宏与IBM合作PCRAM多年且技术追上国际大厂。再者，群联宣布采用MRAM在其NAND控制IC中。

半导体设备头龙大厂应用材料推出新的制造系统，能够以原子级的精准度，进行新式材料的沉积，而这些新材料是生产前述新型存储器的关键。应用材料推出最先进的系统，让这些新型存储器能以工业级的规模稳定生产。

MRAM采用硬盘机中常见的精致磁性材料。MRAM本来就是快速且非挥发性，就算在失去电力的情况下，也能保存软件和资料。由于速度快与元件容忍度高，MRAM最终可能做为第三级快取存储器中SRAM（静态随机存取存储器）的替代产品。MRAM可以整合于物联网芯片设计的后端互连层，进而实现更小的晶粒尺寸，并降低成本。

随着资料量产生呈现指数性遽增，云端资料中心也需要针对连结服务器和储存系统的资料路径，达成这些路径在速度与耗电量方面的数量级效能提升。ReRAM与PCRAM是快速、非挥发性、低功率的高密度存储器，可以做为“储存级存储器”，以填补服务器DRAM与储存存储器之间，不断扩大的价格与性能落差。

ReRAM采用新材料制成，材料的作用类似于保险丝，可在数十亿个储存单元内选择性地形成灯丝，以表示资料。对照之下，PCRAM则采用DVD光盘片中可找到的相变材料，并藉由将材料的状态从非晶态变成晶态，以进行位元的编程。

类似于3D NAND Flash存储器型式，ReRAM和PCRAM是以3D结构排列，而存储器制造商可以在每一代的产品中加入更多层，以稳健地降低储存成本。