Previsioni sulla memoria
Guardiamo nella sfera
di cristallo o…?
“
…stimolata dalla domanda
crescente di memorie veloci e a
bassa alimentazione in dispositivi
consumer portatili e intelligenti
come i tablet e gli smartphone.
”
Mark Cundle, Technical Marketing Manager
S
e esiste un'area di prodotti di base nel settore dei
semiconduttori, questa è la memoria. Sicuramente
si tratta dell'area oggetto del maggiore interesse nelle
contrattazioni: l'aumento o la diminuzione del prezzo
di vendita medio di qualsiasi chip di DRAM tra i più
richiesti, solitamente viene citato come un punto di
riferimento per l'intero settore dei semiconduttori.
Mercati e produttori
Dal punto di vista del business, attualmente il mercato dei semiconduttori raggiunge un fatturato
di 300 miliardi di dollari l'anno, gran parte del quale è dovuta ai chip di memoria – ma si tratta
di una quota estremamente variabile, di anno in anno. I costi sostenuti da un produttore per
mantenersi sul mercato sono elevati, i margini sempre più esigui e i profitti spesso vengono
realizzati unicamente negli anni positivi, tranne forse per i leader del mercato. Il settore sta
assistendo a una riduzione nel numero dei partecipanti principali – ovvero coloro che possono
vantare comunque una quota superiore al 5% del mercato – mentre nell'ultimo decennio circa si
è verificato un ampio consolidamento dei fornitori di memoria. Questa evoluzione ha riguardato
in primo luogo la DRAM e, negli ultimi anni, ha scompaginato l'assetto dei produttori leader
di memorie non volatili (NVM), che prevalentemente corrispondono alla memoria Flash.
Elaborazione, architettura e interconnessione
Sul piano delle tecnologie, una delle difficoltà principali nello sviluppo dei chip di
memoria consiste nel tenersi al passo con il miglioramento delle prestazioni dei
microprocessori e fornire memorie più veloci e a minore consumo energetico. I
produttori di memoria sono sempre più sotto pressione per apportare miglioramenti
alle architetture e passare a nodi di elaborazione ridotti, anche se naturalmente la
memoria mantiene la priorità nello sviluppo dei dispositivi al silicio. Le contingenze
economiche della miniaturizzazione tecnologica hanno indotto i produttori
leader delle memorie DRAM a iniziare la produzione al nodo da 30 nm, mentre
alcuni fornitori stanno campionando dispositivi a 25 nm. Nella memoria Flash
NAND, il tipo di memoria Flash più comune utilizzato per l'archiviazione
dei dati nei dischi allo stato solido, nelle unità Flash USB e nelle schede di
memoria multimediale, attualmente i produttori leader iniziano a realizzare
memorie a 64 Gbit in tecnologie di produzione variabili da 20 a 30 nm.
Di fronte all'importanza crescente delle tecnologie di memoria 3D, sono
inoltre necessarie architetture e strutture di memoria innovative: a livello
di tecnologia di produzione, con celle di memoria DRAM implementate in
strutture 3D, e a livello dello stampo in silicio, con la sovrapposizione dei moduli
DRAM utilizzando interconnessioni TSV (Through-Silicon-Via) per soddisfare le
esigenze di alta densità. Lo sviluppo avanzato delle memorie Flash NAND 3D con
strutture a gate verticali, che garantiscono un livello elevato di resistenza e affidabilità,
è una prospettiva che sembra destinata a concretizzarsi nel prossimo anno.
Un altro aspetto problematico nel settore è il potenziale dello standard di
interconnessione ad alto rendimento di prossima generazione. All'inizio del 2011,
JEDEC ha annunciato lo standard Universal Flash Storage (UFS), concepito quale
specifica più avanzata per l'archiviazione nelle memorie Flash integrate e rimovibili.
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“
Attualmente
il mercato dei
semiconduttori
raggiunge un fatturato
di 300 miliardi di
dollari l'anno.
”
Lo standard è stato messo a punto appositamente
per le applicazioni mobili e i sistemi informatici che
richiedono prestazioni elevate e bassi consumi.
Flash: espansione e innovazione?
Oggi il mercato Flash sta conoscendo una notevole espansione,
stimolata dalla domanda crescente di memorie veloci e a bassa
alimentazione in dispositivi consumer portatili e intelligenti
come i tablet e gli smartphone. Secondo i dati del 2010
dell'analista di mercato IHS iSuppli, la tecnologia di memoria
leader per le applicazioni portatili nei prossimi anni sarà la Flash
NAND. Si prevede che questa tecnologia nel 2011 fornirà
circa la metà del fatturato totale nel mercato delle memorie
per i prodotti portatili, seguita dalla DRAM, con una quota di
circa un terzo, e dalla Flash NOR per la parte rimanente. Come
considerazione collaterale, nessuna di queste tecnologie
limiterà il ruolo dei dischi rigidi tradizionali, che offrono
capacità di archiviazione ad alta densità sempre maggiori e
che, nel breve periodo, non usciranno dai mercati consumer
dei dispositivi mobili, dei server e dei computer portatili.
Benché ciò sia improbabile nel futuro immediato, dove
l'utilizzo delle memorie Flash continua ad aumentare con una
vitalità inalterata, forse alcuni degli sviluppi più interessanti
che stanno avvenendo nella tecnologia delle memorie sono
le numerose sostituzioni possibili per le memorie Flash nelle
applicazioni autonome e integrate. I concorrenti principali
offrono diversi vantaggi rispetto alle memorie Flash, ad
esempio tempi di lettura/scrittura 100 volte più rapidi e una
resistenza per i cicli di scrittura significativamente superiore:
I dati della memoria PCM (Phase-Change Memory)
vengono generati quando si applicano vari livelli di
corrente al materiale vetroso della PCM, modificando
la struttura fisica del materiale stesso dallo stato
cristallino a quello amorfo. Poiché la corrente può
essere erogata a livelli variabili, la PCM può consentire
l'archiviazione di più di bit di dati per cella.
La memoria FeRAM o FRAM (Ferroelectric
Random Access Memory) si comporta in modo
analogo alla DRAM, per il fatto che consente
l'accesso casuale a ciascun bit per le operazioni
di lettura e scrittura. Comprende un condensatore
con materiale ferroelettrico che, all'applicazione
di un campo elettrico, viene polarizzato.
La memoria MRAM (Magnetoresistive
Random Access Memory) e la MRAM di
seconda generazione, denominata SST-MRAM
(Spin Transfer Torque MRAM) utilizza elementi
di archiviazione magnetici. Questa tecnologia
promette di sostituire potenzialmente non soltanto
la memoria Flash, ma anche la DRAM e la SRAM.
La tecnologia della RAM resistiva (RRAM) si basa
sulla commutazione elettronica (indotta da corrente
o tensione) di un materiale utilizzato come resistenza
fra due stati resistivi stabili (basso/alto). Secondo
l'Istituto di ricerca IMEC, i dispositivi RRAM con
una struttura a elementi sovrapposti potrebbero
essere immessi sul mercato a 11 nm. IMEC ritiene
che la memoria Flash raggiungerà 20 nm, con la
Flash SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)
come fase intermedia ai nodi da 17 e 14 nm.
TROVA:
www.rs-components.com/memory
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