nand的眼图三星分享逻辑，DRAM和NAND未来十年的路线图

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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三星分享逻辑、DRAM和NAND未来十年的路线图

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自semiwiki，谢谢。

Kinam Kim 是三星的一位资深技术专家，过去多年来发表了许多优秀的文章。他现在是三星电子的董事长，在之前举办IEDM 上，他还做了一个非常有趣的主题演讲。他首先从一些一般性观察开始： 他表示，世界正在经历一场由半导体驱动的变革，由于疫情的影响，加速了对非接触式社会的需求，远程工作和远程教育也在迅速发展，IT 变得必不可少。传感器、处理器和内存都是必需的。这种趋势也让数字化的采用取得了巨大的飞跃。数据显示，远程工作的比例从 25% 增加到 58%。经济数字化带来了巨大的机遇，智能系统正在产生大量数据。在过去的 50 年里，每片晶圆的晶体管数量增加了 1000 万倍，处理器速度增加了 10 万倍，成本每年下降 47%。半导体与人脑有相似之处，传感器就像眼睛，处理器和内存负责处理和存储。将传感器与处理相结合的智能手机可实现新的应用，有一个关于传感器的有趣部分，但这并不是我真正的领域，我想专注于他介绍的逻辑、DRAM 和 NAND 路线图。

图1. 逻辑路线图。首先看逻辑方面，在图 1 中，我们可以看到逻辑工艺的接触式多晶硅间距 (contacted poly pitch：CPP) 如何随着时间的推移而扩展。在平面时代，我们看到了英特尔在 45nm 和代工厂推出的 28nm 高 k 金属栅极 (HKMG) 以及嵌入式硅锗 (eSiGe) 等创新技术，以通过应变提高沟道性能。FinFET 由英特尔在 22nm 推出，并在 14/16nm 被代工厂采用，并在多个节点上推动了行业向前发展。三星目前正试图通过他们称为多桥的水平纳米片 (HNS) 引领行业进入GAA时代，而 HNS 应该为行业带来至少两个节点。在2nm 以后，三星预计 3D 堆叠 FET（其他人称为 CFET 或 3D FET）、IBM 和三星最近披露的 VFET、2D 材料或负电容 FET (NCFET) 中的一种或多种技术会成为候选。

图2.DRAM 路线图其次，我们看一下三星分享的DRAM路线图。据介绍，随着 EUV 在 DRAM 中的应用，下一个挑战是缩小存储单元。三星预计很快将投入两层电容器。预计在本世纪后期将转向垂直存取晶体管，随后是 3D DRAM。我无法找到有关如何构建 3D DRAM 的更多具体信息，但 ASM、应用材料公司和东京电子公司的演示文稿以及本演示文稿中说明了类似的结构，这表明该行业正在寻求解决方案。

图3.NAND 路线图最后，三星还分享了NAND的路线图。据了解，三星最新的 3D NAND 是 176 层工艺，第一次使用串栈（对他们来说是第一次串栈（string stacking），别人已经串了好几代了）和第一次使用阵列下的外设设计（对他们来说，其他人已经做了好几代了）。接下来是缩小沟道孔之间的间距以提高密度，同时增加层数。大约在 2025 年，三星将展示晶圆键合以分离外围电路和内存阵列。起初，我对此感到惊讶，首先长江存储已经在这样做，如果三星认为它提供了优势，我很惊讶他们会等这么久才实施它。其次，我对晶圆键合进行了成本建模，我相信它比当前的单片方法成本更高。在考虑了更多之后，我想知道它是否被视为解决允许连续层堆叠的压力问题，并且将在需要继续堆叠时实施。最后，在这十年的后期，三星预计材料会发生变化，并且通道孔会进一步缩小。这里显示的图没有显示它，但在他们的演示中，三星展示了他们第 14 代工艺的一千多个层。总之，主题演讲提出了一个观点，即逻辑、DRAM 和 NAND 在本世纪末持续扩展和改进。

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兆易创新MCU出货创新高，公司三大产品线战略曝光

电子发烧友网报道（文/黄晶晶） “没想到今年上半年在疫情和外部环境的影响下，我们的应用市场反馈非常好，兆易的MCU出货量在6月份创出新高。这说明强劲的需求仍然存在，而国产厂商的机会更大。”在兆易创新的发布会上，兆易创新高管的一番话振奋人心。

图：兆易创新执行副总裁兼MCU事业部总经理邓禹

按常理，受疫情的波及半导体产业整体不会太好，兆易MCU出货创新高令人颇感意外。当然，或许也在情理之中。兆易创新从最早的存储产品，扩张到如今的“兆存储”、“易控制”、“新传感”。其三大产品线的发展都取得不错的成绩，关于兆易未来的战略，公司高管也做了前瞻的部署。

存储 NOR、NAND、DRAM最新进展

兆易创新以存储芯片起步，公司经过15年的发展，如今兆易创新的SPI NOR Flash在中国市场市场占有率为第一，同时也是全球排名前三的供应商之一，累计出货量超130亿颗，年出货量超28亿颗。

图：兆易创新代理总经理何卫介绍兆易产品的整体情况电子发烧友网摄

NOR Flash全球约30亿美金的市场规模，在新兴应用的推动下，每年市场规模将保持10%左右的增长。兆易创新的NOR Flash产品线电压覆盖广、容量覆盖全，电压范围从1.8V、2.5V、3.3V以及宽电压，容量从512Kb到512Mb，涵盖市场主流容量类型。应用领域从智能手机、PC到穿戴、汽车电子以及5G、物联网等机会众多。全球NAND Flash市场规模接近500亿美金，兆易创新主要扎根2D NAND市场，2D NAND约占整个NAND Flash市场的10%，即50亿美金的规模。2D NAND对面对小容量、高可靠性、高稳定性存储需求市场。兆易创新业务覆盖2D NAND主流容量产品，工艺制程为国际主流38nm，24nm制程研发稳步推进，产品具有业界领先的性能和可靠性。随着国际大厂淡出利基市场，兆易创新将复制NOR Flash产品的扩张模式，形成新的增长点。中国是DRAM芯片第一大需求市场，数据显示2019年中国国内的规模超过2300亿，消耗了全球近一半的DRAM芯片。而DRAM芯片被三星、海力士、美光科技三大巨头垄断，其占据市场份额超过95%。对中国企业而言，当前是进军DRAM的良好契机，未来DRAM将作为兆易创新营收增长的一个重要部分，也通过这个产品线巩固公司在存储器领域龙头的地位。 Flash未来的发展将向着大容量、高性能、高可靠、低功耗、小封装推进。兆易创新的Flash也呈现了几个最新的发展趋势：兆易创新的GD25系列最新推出512Mb、1Gb、2Gb NOR Flash，填补国产空白，今年也最新推出了大容量2G的SPI NOR Flash，针对5G等高端应用。高性能高可靠性方面，GD25T/LT系列是业界最高数据吞吐量的4口SPI产品系列，达到200MB/s。追求0 PPM的车规级应用，推出支持全系列125度的GRADE1车规级产品。

图：兆易创新Flash事业部市场经理薛霆介绍兆易的存储产品线电子发烧友网摄

低功耗产品满足可穿戴、电池供电的应用场景，其中55nm LE系列拥有全球最低读功耗。宽压Flash覆盖1.65V-3.6V电压范围，广泛用于电池供电应用，另外1.2V-1.5V产品正在研发，满足更低功耗要求。 WLCSP市场需求日益增长，在TWS耳机等可穿戴产品中对小封装的需求更强。从今年开始兆易创新的NOR Flash从65nm切换到55nm开始量产，55nm芯片的推出也意味着封装更小。此外，兆易于2019年成功推出一个业内最小的1.5mm×1.5mm的USON封装，受到了很多客户的欢迎。

中国市场32位Arm通用型MCU排名第一，开拓IOT、低功耗、车规级产品

兆易创新MCU作为中国32位通用MCU领域的主流产品，拥有27个系列360余款产品型号，覆盖率稳居市场前列，客户数超过2万家。

从出货量上看，2017年5月GD32 MCU销量突破1亿颗，在2020年6月累计出货超过4亿颗，开启新的征程。 2018年中国Cortex MCU厂商市场份额中，兆易创新排名第三，占比9.4%，不过，与排在前两名的ST（47.4%）和NXP（25.2%）在市场份额上还有比较大的差距。这也说明兆易MCU仍有比较大的成长空间。 GD32 MCU产品家族共有5款内核，性能覆盖从主流型、入门型、高性能以及专用型。主流型产品中基于Cortex-M3的四款芯片，即GD32F101、GD32F103、GD32F105、GD32F107，其中103产品在内核存储配置上可以满足市场30%-50%的需求。

图：兆易创新MCU事业部产品经理陈奇介绍GD32产品线电子发烧友网摄

基于Cortex-M4内核的GD 32 MCU，兆易提升了工艺制程，完善数字和模拟IP，推出的产品更有竞争力。在高性能方面，一是内核主频的提升，另一个是存储容量的提升，这方面兆易拥有更多优势，此外外设方面，高性能的产品除了涵盖主流产品的特性之外，还新增了高速的存储外设接口和MCU接口以及直接驱动的接口，主要的应用场景在人机互动以及工业等。而入门型的MCU更加精神，通常是以20pin到48pin的小封装应用场景为主，面向包括电机控制以及传感器模块等等。兆易创新在2019年8月推出了业界首颗基于RISC-V内核的通用MCU。它具有更低的功耗和更高的性能。目前已经向全球发售数几十万个开发板。 2020年7月，兆易创新发布基于全新Arm Cortex-M33内核的GD32E5系列高性能微控制器。兆易创新的MCU产品具有高性能、高可靠性，开发的简易性，以及兼容性。不同内核的产品如果是同样的封装，可以保证产品系列之间的兼容性。 GD32 MCU产品的路线确定了三大方向： 1. 无线连接。因为面向消费类的行业成长空间最大的就是无线连接，兆易创新已于早年开始布局，今年将推出面向lOT应用的Wifi MCU产品，相关研发产品还有BT+BLE5.X+WiFi多模、Sub 1GHz多模以及UWB。 2. 超低功耗MCU，应用于电池供电的设备以及便携式、可穿戴设备等。 3. 汽车级MCU，目前车规级的产品也是MCU一个非常大的应用场景，包括满足汽车级产品认证和车身控制系统以及辅助驾驶系统。兆易创新的愿景是打造MCU百货公司，而它的构建可以从存储、传感器、模拟IP、低功耗等方面着手，拓展高容量、低功耗等各类型MCU，满足客户所需。

新传感

完成对思立微的收购后，兆易创新已经成为国内仅有的两家可量产供货的光学指纹芯片供应商之一，其中触控芯片全球市场排名第四，指纹芯片全球市场排名第三。兆易的传感器事业部主要是以声、光、点为基础，开发光学指纹、光学ToF、电容指纹、触控芯片、超声波指纹等等。应用领域覆盖了智能手机平板、工业控制、汽车、健康和可穿戴市场。

图：兆易创新Sensor事业部高级产品经理孙云刚介绍兆易传感产品线电子发烧友网摄

2018年公司推出了全球第一颗单芯片光学指纹芯片，大规模量产光学指纹方案，2019年成功研发出第一颗一体式MEMS超声波指纹芯片，2020年兆易即将推出锗硅工艺ToF芯片。兆易的这颗GSL9001 ToF芯片，同时支持1350nm-1550nm长波段以及940nm波段，符合未来屏下方向需求。抗光性更优，室内室外都能提供出色的识别率。由于它的波长更长，能量更弱，对人眼的安全性更有保障。从工艺上看，GeSi波段应用范围更宽，在850nm到1550nm，量子效率（光电转换率）更高，65%@940nm，50%@1350nm。3D人脸识别效果与户外性能得到大幅提升。此外，兆易还开拓了硅麦业务板块，针对不同的应用场景推出了5款硅麦产品，提供不同的封装尺寸，可以满足智能手机、音响、loT等应用。加上兆易在Flash和MCU产品的优势，硅麦方案可以提供一个完整的硬件解决方案，结合软件和算法，以及丰富的实验室资源以及认证资质资源。兆易硅麦产品的发展方向是小型化、高性能、低功耗、高可靠度、集成化、智能化。

小结

如果说“兆存储、易控制、新传感”代表了兆易创新当中的三个字，那么“创”字的含义呢？兆易创新代理总经理何卫表示，今年是不平凡的一年，突如其来的疫情，激烈碰撞的地缘政治，中国喧嚣的半导体资本等等因素叠加，而兆易创新仍然坚持脚踏实地，继续投入在新产品的研发与推广，“创”字就需要依靠市场、自身以及客户共同成为产业的创造者。兆易创新的“传感+控制+存储”一站式的解决方案，在万物互联时代将满足消费电子、物联网、汽车、网络通信、手机、计算机等各大应用领域的需求。

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三星分享逻辑、DRAM和NAND未来十年的路线图

兆易创新MCU出货创新高，公司三大产品线战略曝光

存储 NOR、NAND、DRAM最新进展

兆易创新以存储芯片起步，公司经过15年的发展，如今兆易创新的SPI NOR Flash在中国市场市场占有率为第一，同时也是全球排名前三的供应商之一，累计出货量超130亿颗，年出货量超28亿颗。

中国市场32位Arm通用型MCU排名第一，开拓IOT、低功耗、车规级产品

新传感

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