存储新突破,UltraRAM量产有戏

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本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)综合

UltraRAM 融合了闪存和 RAM 的最佳元素。

近日,长期处于研发阶段的UltraRAM内存技术传来商业化推进的重要消息:先进晶圆产品供应商IQE plc已完成一项为期一年的专项项目,成功开发出适配该技术的可扩展外延工艺。IQE首席执行官Jutta Meier明确表示,这一成果标志着UltraRAM向工业化生产迈出了里程碑式的一步,为这项被业内寄予厚望的内存技术落地应用奠定了关键基础。

回溯UltraRAM的技术发展历程,其首次进入公众视野是在三年前的TechSpot平台。当时披露的信息显示,该技术的核心研发方向是融合RAM与NAND两种主流存储介质的优势,并规避二者短板——既追求与非易失性DRAM相近的读写速度,又致力于实现更出色的耐用性与能效表现。据彼时公布的原型机测试数据,UltraRAM的数据保留时间可达到1000年,编程/擦除(P/E)周期更是突破1000万次,这一耐用性指标较当前市场主流的闪存产品提升约100倍。凭借“高速、非易失、高耐用”的综合特性,UltraRAM被部分行业人士称为“通用内存”,其技术潜力引发广泛关注。

事实上,尝试将RAM与闪存的优势整合到单一产品中,并非UltraRAM的首创。近年来,全球存储领域的头部企业均曾在这一方向展开探索,但市场反响与预期存在差距。其中,英特尔此前推出的Optane平台最为业内熟知,该平台基于3D XPoint技术,主打高性能与非易失性存储特性,初期在数据中心、高端消费电子等领域有一定应用。然而,受制造成本偏高、与现有硬件生态兼容性不足等因素影响,Optane平台的市场渗透率始终未能实现突破,英特尔最终于2022年宣布终止该业务线,成为通用内存技术探索过程中的一次重要调整。

在英特尔退出后,三星试图通过技术更新填补市场空白,于近年升级了其Z-NAND产品系列。据了解,三星Z-NAND采用独特的3D堆叠架构,在读写速度与耐用性上较传统TLC、QLC NAND闪存有明显提升,主要面向数据中心对高性能存储的需求场景。不过,从实际市场反馈来看,Z-NAND的成本仍显著高于主流NAND产品,难以满足大规模普及的需求,未能真正实现“通用内存”的市场定位。

除上述两家企业外,Kioxia(原东芝存储)与西部数据的合作也在该领域留下重要足迹。早在2020年,双方便联合研发推出XL-FLASH技术,直接对标英特尔Optane,聚焦高性能非易失性存储市场。今年5月的Computex展会上,基于XL-FLASH技术的定制化PCIe 5.0 SSD正式亮相,现场公布的性能数据较为突出:随机读取IOPS(每秒输入输出操作)达到350万,远超传统高端NVMe SSD水平。同期,InnoGrit基于该技术开发的N3X SSD,还实现了14 GB/s的持续顺序读取速度、12 GB/s的持续顺序写入速度,随机写入IOPS达70万,读取延迟仅13微秒,延迟表现已接近部分DRAM产品。不过,行业分析指出,XL-FLASH本质上仍属于NAND闪存的技术优化升级,并未脱离NAND架构的固有局限,与UltraRAM所追求的“通用内存”技术路径存在差异。

回到UltraRAM的商业化进展,当前其制造商Quinas正积极与全球代工厂及战略合作伙伴对接,推进试生产相关工作。不过,行业普遍认为,技术突破仅为第一步,UltraRAM要实现市场落地仍需跨越多重挑战。首先是量产稳定性,实验室阶段的技术参数需在大规模生产中保持一致,尤其是IQE此次开发的外延工艺,其良率控制将直接影响产品成本与产能释放节奏;其次是成本控制问题,若量产成本无法与现有DRAM、NAND产品形成竞争优势,将难以打开市场空间;最后是生态适配,UltraRAM需兼容当前主流的芯片组、操作系统及软件平台,才能顺利进入消费级、企业级等不同应用场景。

从市场需求层面来看,UltraRAM若能成功量产,潜在应用场景较为广泛。在数据中心领域,其可实现高性能缓存与长期存储的一体化,减少数据在DRAM与NAND之间的迁移损耗,提升数据处理效率;在消费电子领域,可为智能手机、笔记本电脑等设备带来更快的开机与应用加载速度,同时延长存储部件使用寿命;在工业控制、汽车电子等领域,其高耐用性与长数据保留时间,也能满足极端环境下的稳定存储需求。

尽管目前尚无法确定UltraRAM技术最终能否成功落地,但业内人士表示,这一商业化进展传递出积极信号——行业对“通用内存”的探索并未因此前的挫折而停滞。随着全球数据量持续增长、各类计算场景对存储性能要求不断提升,市场对高性能、非易失性存储技术的需求将长期存在,这为UltraRAM等创新技术提供了发展空间。未来,若Quinas能顺利完成试生产并解决成本、适配等关键问题,UltraRAM有望为存储行业带来新的技术选择,推动通用内存技术探索进入新阶段。

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