Berita

Ini merupakan periode kocar-kacir untuk pasar memori, dan ini belum berakhir.

Sejauh ini di tahun 2020, permintaan sedikit lebih baik dari yang diharapkan untuk dua jenis memori utama - 3D NAND dan DRAM.Tetapi sekarang ada beberapa ketidakpastian di pasar di tengah perlambatan, masalah inventaris, dan perang perdagangan yang sedang berlangsung.

Selain itu, pasar NAND 3D sedang bergerak menuju generasi teknologi baru, tetapi beberapa menghadapi masalah hasil.Dan pemasok 3D NAND dan DRAM mendapatkan persaingan baru dari China.

Setelah perlambatan pada 2019, pasar memori seharusnya rebound tahun ini.Kemudian, pandemi COVID-19 melanda.Tiba-tiba, sebagian besar negara menerapkan berbagai langkah untuk mengurangi wabah, seperti pesanan tinggal di rumah dan penutupan bisnis, antara lain.Gejolak ekonomi dan kehilangan pekerjaan segera menyusul.

Namun, ternyata, ekonomi bekerja di rumah mendorong permintaan yang tak terduga untuk PC, tablet, dan produk lainnya.Ada juga permintaan yang meningkat untuk server di pusat data.Semua ini mendorong permintaan akan memori, logika, dan jenis chip lainnya.

Perang perdagangan AS-China yang sedang berlangsung terus menciptakan ketidakpastian di pasar, tetapi juga menyebabkan gelombang pembelian chip panik.Pada dasarnya, AS telah meluncurkan berbagai macam pembatasan perdagangan untuk Huawei China.Jadi, untuk beberapa waktu, Huawei telah menimbun chip, meningkatkan permintaan.

Itu akan segera berakhir.Untuk berbisnis dengan Huawei, perusahaan AS dan lainnya akan memerlukan lisensi baru dari pemerintah AS setelah 14 September. Banyak vendor memutuskan hubungan dengan Huawei, yang akan memengaruhi permintaan chip.

Secara keseluruhan, pasar memori secara keseluruhan itu rumit, dan ada beberapa hal yang tidak diketahui.Untuk membantu industri mendapatkan beberapa wawasan tentang masa depan, Teknik Semikonduktor memeriksa pasar untuk DRAM, 3D NAND, dan memori generasi berikutnya.

Dinamika DRAM
Sistem saat ini mengintegrasikan prosesor, grafik, serta memori dan penyimpanan, yang sering disebut sebagai hierarki memori / penyimpanan.Di tingkat pertama hierarki itu, SRAM diintegrasikan ke dalam prosesor untuk akses data yang cepat.DRAM, tingkat berikutnya, terpisah dan digunakan untuk memori utama.Disk drive dan solid-state storage drive (SSD) berbasis NAND digunakan untuk penyimpanan.

2019 adalah periode yang sulit bagi DRAM, diselingi oleh permintaan yang lesu dan penurunan harga.Persaingan sengit di antara tiga pembuat DRAM teratas.Di pasar DRAM, Samsung adalah pemimpin dengan pangsa 43,5% pada Q2 tahun 2020, diikuti oleh SK Hynix (30,1%) dan Micron (21%), menurut TrendForce.

Kompetisi ini diharapkan semakin ketat dengan pendatang baru dari China.Teknologi Memori ChangXin China (CXMT) mengirimkan lini DRAM 19nm pertamanya, dengan produk 17nm dalam pengerjaan, menurut Cowen & Co.

Masih harus dilihat bagaimana CXMT akan berdampak pada pasar.Sementara itu, pada tahun 2020, pasar DRAM adalah gambaran yang beragam.Secara total, pasar DRAM diharapkan mencapai $ 62,0 miliar, kira-kira datar dari $ 61,99 miliar pada 2019, menurut IBS.

Perekonomian yang tinggal di rumah, ditambah dengan booming server pusat data, mendorong permintaan DRAM yang kuat untuk paruh pertama dan kuartal ketiga tahun 2020. "Penggerak utama untuk pertumbuhan di Q1 hingga Q3 2020 adalah pusat data dan PC," kata Handel Jones, CEO IBS.

Saat ini, vendor DRAM mengirimkan perangkat berdasarkan node 1xnm.“Kami melihat permintaan DRAM yang lebih kuat di Q3 karena pemasok DRAM mulai meningkatkan node '1nmy' dan '1nmz',” kata Amy Leong, wakil presiden senior di FormFactor, pemasok kartu probe untuk aplikasi pengujian chip.

Sekarang, bagaimanapun, ada kekhawatiran perlambatan di akhir tahun 2020. "Pada Q4 2020, ada beberapa kelemahan karena permintaan yang melambat di pusat data, tapi itu bukan penurunan yang dalam," kata Jones dari IBS.

Sementara itu, sejauh ini, tahun ini menjadi tahun yang lesu untuk permintaan memori di smartphone, tetapi itu bisa segera berubah.Di bagian depan DRAM seluler, vendor meningkatkan produk berdasarkan standar antarmuka LPDDR5 yang baru.Kecepatan transfer data untuk perangkat LPDDR5 16GB adalah 5.500Mb / s, kira-kira 1,3 kali lebih cepat dari standar memori ponsel sebelumnya (LPDDR4X, 4266Mb / s), menurut Samsung.

“Kami mengharapkan peningkatan permintaan DRAM dan NAND seluler ke kalender 2020 pada produksi yang lebih tinggi dari perangkat smartphone 5G andalan yang membawa konten DRAM yang lebih tinggi,” kata Karl Ackerman, seorang analis di Cowen, dalam sebuah catatan penelitian.

5G, teknologi nirkabel generasi mendatang, diharapkan dapat mendorong permintaan DRAM pada 2021. Pasar DRAM diproyeksikan mencapai $ 68,1 miliar pada 2021, menurut IBS.“Pada 2021, pendorong utama pertumbuhan adalah smartphone dan smartphone 5G,” kata Jones dari IBS.“Selain itu, pertumbuhan pusat data akan relatif kuat.”

Tantangan NAND
Setelah periode pertumbuhan yang lamban, pemasok memori flash NAND juga berharap untuk rebound pada tahun 2020. “Kami optimis tentang permintaan jangka panjang untuk memori flash NAND,” kata Leong dari FormFactor.

Secara total, pasar memori flash NAND diharapkan mencapai $ 47,9 miliar pada tahun 2020, naik 9% dari $ 43,9 miliar pada tahun 2019, menurut IBS.“Driver aplikasi utama pada Q1 hingga Q3 2020 adalah smartphone, PC dan pusat data,” kata Jones dari IBS.“Kami telah melihat beberapa penurunan permintaan pada Q4 2020, tetapi itu tidak signifikan.”

Pada 2021, pasar NAND diperkirakan akan mencapai $ 53,3 miliar, menurut IBS.“Penggerak utama pada 2021 adalah smartphone,” kata Jones.“Kami melihat peningkatan volume dan juga peningkatan konten NAND per ponsel cerdas.”

Di pasar NAND, Samsung adalah pemimpin dengan pangsa 31,4% pada kuartal kedua tahun 2020, diikuti oleh Kioxia (17,2%), Western Digital (15,5%), SK Hynix (11,7%) dan kemudian Micron (11,5%) dan Intel (11,5%), menurut TrendForce.

Jika itu belum cukup, Yangtze Memory Technologies (YMTC) China baru-baru ini memasuki pasar 3D NAND dengan perangkat 64-layer.“YMTC akan memiliki pertumbuhan yang relatif kuat pada 2021, tetapi pangsa pasarnya sangat rendah,” kata Jones.

Sementara itu, untuk beberapa waktu, pemasok telah meningkatkan 3D NAND, penerus memori flash NAND planar.Tidak seperti planar NAND, yang merupakan struktur 2D, 3D NAND menyerupai pencakar langit vertikal di mana lapisan horizontal sel memori ditumpuk dan kemudian dihubungkan menggunakan saluran vertikal kecil.

3D NAND diukur dengan jumlah lapisan yang ditumpuk di perangkat.Semakin banyak lapisan yang ditambahkan, kepadatan bit meningkat dalam sistem.Tetapi tantangan manufaktur meningkat saat Anda menambahkan lebih banyak lapisan.

3D NAND juga membutuhkan beberapa langkah deposisi dan pengetsaan yang sulit.“Anda menggunakan bahan kimia yang berbeda.Anda juga mencari profil etsa tertentu, terutama untuk etsa rasio aspek tinggi atau yang mereka sebut HAR.Untuk 3D NAND, itu menjadi sangat penting, ”kata Ben Rathsack, wakil presiden dan wakil manajer umum di TEL America, selama presentasi baru-baru ini.

Tahun lalu, pemasok mengirimkan produk 64-layer 3D NAND."Saat ini, perangkat NAND 3D 92 dan 96 lapisan sudah umum," kata Jeongdong Choe, rekan teknis senior di TechInsights.“Perangkat ini umum digunakan di seluler, SSD, dan pasar perusahaan.”

128-layer 3D NAND adalah generasi teknologi selanjutnya.Laporan telah muncul bahwa ada beberapa penundaan di sini di tengah masalah hasil.“128L baru saja dirilis.SSD 128L baru saja dirilis di pasaran, ”kata Choe.“Ini agak tertunda.Masalah hasil masih ada. "

Tidak jelas berapa lama masalah tersebut akan berlangsung.Meskipun demikian, pemasok mengambil rute berbeda untuk menskalakan NAND 3D.Beberapa menggunakan apa yang disebut pendekatan penumpukan string.Misalnya, beberapa mengembangkan dua perangkat 64-lapisan dan menumpuknya, membentuk perangkat 128-lapisan.

Yang lainnya mengambil rute lain."Samsung mempertahankan pendekatan tumpukan tunggal untuk 128L, yang melibatkan pengetsaan saluran vertikal rasio aspek yang sangat tinggi," kata Choe.

Industri akan terus meningkatkan skala 3D NAND.Pada akhir 2021, Choe memperkirakan komponen NAND 3D 176 hingga 192 lapisan akan berada dalam produksi berisiko.

Ada beberapa tantangan di sini.“Kami optimis tentang penskalaan NAND 3D,” kata Rick Gottscho, CTO dari Lam Research.“Ada dua tantangan besar dalam penskalaan 3D NAND.Salah satunya adalah tekanan dalam film yang menumpuk saat Anda menyimpan lebih banyak lapisan, yang dapat membengkokkan wafer dan mengubah pola, jadi saat Anda menggunakan dek ganda atau dek tiga, penyelarasan menjadi tantangan yang lebih besar. ”

Tidak jelas seberapa jauh NAND 3D akan diskalakan, tetapi selalu ada permintaan untuk lebih banyak bit.“Ada permintaan yang kuat dalam jangka panjang,” kata Gottscho.“Ada pertumbuhan eksplosif dalam data, serta pembuatan dan penyimpanan data.Semua aplikasi untuk menambang data ini akan memberi makan aplikasi baru untuk lebih banyak data, jadi ada permintaan yang tak terpuaskan untuk data dan untuk menyimpan data selamanya. ”

Memori generasi berikutnya
Untuk beberapa waktu, industri telah mengembangkan beberapa jenis memori generasi berikutnya, seperti memori perubahan fase (PCM), STT-MRAM, ReRAM, dan lainnya.

Jenis memori ini menarik karena menggabungkan kecepatan SRAM dan non-volatilitas flash dengan daya tahan tak terbatas.Tetapi ingatan baru membutuhkan waktu lebih lama untuk berkembang karena mereka menggunakan bahan yang kompleks dan skema switching untuk menyimpan data.

Dari jenis memori baru, PCM adalah yang paling sukses.Untuk beberapa waktu, Intel telah mengirimkan 3D XPoint, yang merupakan PCM.Micron juga mengirimkan PCM.Memori nonvolatile, PCM menyimpan data dengan mengubah status material.Lebih cepat dari flash, dengan daya tahan yang lebih baik.

STT-MRAM juga sedang dalam pengiriman.Ini menampilkan kecepatan SRAM dan non-volatilitas flash dengan daya tahan tak terbatas.Ia menggunakan magnetisme spin elektron untuk memberikan sifat non-volatil dalam chip.

STT-MRAM ditawarkan dalam aplikasi mandiri dan tertanam.Di tanam, itu ditargetkan untuk menggantikan NOR (eFlash) pada 22nm dan seterusnya di mikrokontroler dan chip lainnya.

ReRAM memiliki latensi baca yang lebih rendah dan kinerja tulis yang lebih cepat daripada flash.Dalam ReRAM, tegangan diterapkan ke tumpukan material, menciptakan perubahan resistansi yang merekam data dalam memori.

“ReRAM dan sampai batas tertentu MRAM telah dipengaruhi oleh kurangnya kasus penggunaan volume yang berhasil,” kata David Uriu, direktur teknis manajemen produk di UMC.“Setiap teknologi dari PCM hingga MRAM hingga ReRAM memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.Kami telah melihat prediksi yang menarik tentang banyak dari teknologi ini, tetapi faktanya teknologi tersebut masih dalam pengerjaan. "

Sementara PCM mulai berkembang, teknologi lainnya baru saja mengakar.“Masalah kematangan dalam adopsi produk adalah apa yang perlu didemonstrasikan dari waktu ke waktu untuk mendapatkan kepercayaan pada kapabilitas solusi,” kata Uriu.“Masalah biaya, kinerja analog, dan kasus penggunaan secara umum telah dikedepankan dan hanya sedikit yang memenuhi tantangan.Mayoritas terlalu berisiko untuk mempertaruhkan produksi dan total biaya kepemilikan. "

Ini tidak berarti bahwa MRAM dan ReRAM memiliki potensi yang terbatas.“Kami melihat potensi masa depan dalam MRAM dan ReRAM.PCM, meski relatif mahal, telah terbukti berhasil dan mulai matang, ”katanya.“Industri kami terus meningkatkan materi dan kasus penggunaan yang terkait dengan pengembangan penerimaan kematangan desain memori yang lebih baru ini dan ini akan dibawa ke pasar untuk aplikasi lanjutan seperti kecerdasan buatan, pembelajaran mesin dan pemrosesan dalam memori atau aplikasi komputasi dalam memori .Mereka akan berkembang menjadi banyak mesin yang kami gunakan saat ini untuk konsumen, IoT pintar, komunikasi, penginderaan 3D, medis, transportasi, dan aplikasi infotainment. ”(Dari Mark LaPedus)