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IC 集成度的标志——存储器

发布时间:2020-06-17 发布时间:
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  集成电路的发展过程中,一直有着这么一个时时刻刻都能体现集成度的标志,它就是存储器,半导体存储器的容量和速度决定着计算机系统运行速度。在通信领域、消费领域、计算机领域……存储器无所不在,随着集成电路的不断发展,人们对体积小、耐用、技术含量高的存储器的需求越来越大,它在整个集成电路产业中发挥得作用也将越来越大。存储器在50年来一直恪守Moore 定律法则,见证着集成电路发展的辉煌历史。目前CPU芯片18个月一更新,为了赶上这个速度,半导体存储器的发展也日新月异。

  1971 年Intel 做出1Kb DRAM(动态随机存储器——Dynamic Random Access Memory),标志着IC 进入LSI(大规模集成电路—Large Scale IC)。很多年来,英特尔就是“存储器”的同义词,存储器也成就了一个伟大的intel巨人。到1988 年,16Mb 的DRAM 问世,集成了3500 万个晶体管,标志着IC 进入VLSI(超大规模集成电路—Very Large Scale IC)阶段;到2000 年,1Gb 的DRAM 投放市场。从1971 到2000 的29 年中,存储器的集成度由1Kb 到1Gb,增长106 倍,它的CAGR=1.61,增长速度高于3 年4 翻。因此,存储器通常作为IC 集成度的标志,体现按Moore 定律的增长。

  大家所熟悉的存储器芯片包括EPROM、EEPROM、SRAM、DRAM、FLASH、MASK ROM和FRAM等。作为是一种不断进步的技术,存储器技术会随着各种应用不断提出新的要求而不断发展,每一种新技术的出现都会使某种现存的技术走进历史,因为开发新技术的初衷就是为了消除或减弱某种特定存储器产品的不足之处。例如,闪存技术脱胎EEPROM,它的一个主要用途就是为了取代用于PC机BIOS的EEPROM芯片,从而能够方便地对这种计算机中最基本的代码进行更新。尽管目前非挥发性存储器中最先进的就是闪存,但技术却并未就此停步。生产商们正在开发多种新技术,使闪存也拥有像DRAM和SDRAM那样的高速、低价、寿命长等特点。

  目前,存储器的发展状况是如何反映在IC产业当中的呢? FLASH的应用越来越广泛,随着FLASH在通信领域、消费领域、计算机领域的普遍应用,未来FLASH必将成为发展最快、最有市场潜力的存储器芯片产品。由此,基于FLASH的移动存储器逐渐取代软盘,移动闪存不仅具有易于操作和方便携带的特点,同时,移动闪存还具有高速、轻便、技术先进、大存储量的特点,因此移动闪存不仅将成为个人存储应用的主要产品,而且还将在各类企业、学校及行业用户领域具有广泛的应用前景,必将成为未来存储市场的主流。

  过去的30多年里,CPU运行频率增加了600倍,硬盘马达转速也增加了20多倍。除此之外,存储系统最重要的一个参数容量更是增长了上万倍!然而,伴随着数据容量的爆炸性增长,存储系统的瓶颈效应越来越明显。虽然人们陆续开发了SATA、垂直纪录等新技术,但目前为止传统的磁记录存储仍没有取得重大突破。目前,诸多存储器厂家已经纷纷上市被称为“第四代”的SSD。例如,美光最近就推出了用于企业计算和笔记本电脑领域的新一代SSD。这款2.5英寸的SSD容量从16GB到128GB不等,支持多通道,具备快速的SATA序列读写能力。 当前的SSD存储容量记录确实由BiTMICRO Networks公司所保持的。其3.5英寸SSD据称可以达到1600GB的存储量。但该产品对目前市场来说实在是价格昂贵。

  与此同时,苹果和戴尔等PC厂商都开始大规模采用SSD,在所谓的第五代SSD中,出现了更低价更低功耗的320G和460G产品,可支持并行NAND通道,并达到SATA的速度极限。 SSD目前仍然售价昂贵。SSD和硬盘之间的价格对等很难预测,但预计未来五年内一个300G的1.8英寸硬盘和1.8英寸SSD的售价将实现“交集”。

         

SSD存储器构造

  对于蒸蒸日上还将不断向前发展的集成电路产业,相信存储器技术还将担当起IC集成度的标志这一重任,并且会凭借其在通信领域、消费领域、计算机领域的重要应用地位不断地给我们带来新的惊喜。存储器技术将会继续发展,以满足不同的应用需求。对于,PC市场来说,更高密度、更大带宽、更低功耗、更短延迟时间、更低成本的主流DRAM技术将是不二之选。而在其他非挥发性存储器领域,供应商们正在研究闪存之外的各种技术,以便满足不同应用的需求,未来必将有更多更新的存储器芯片技术不断涌现。我们期待着集成电路的进一步发展,期待着存储器的下一个惊喜。

 

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