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存储器需求走势将高于逻辑元件

  • 林育中
存储器需求走势高。法新社

逻辑与存储器是半导体市场中最大的两块,两者的销售金额占半导体市场销售金额的一半。过去一直是逻辑大于存储器,以2016为例,逻辑占27.0%,存储器占22.6%。今年半导体贸易统计群组织(WSTS)预估2017逻辑元件占比会下降为25.1%,而存储器将攀升为29.1%。有的分析师以今年存储器价格的飙升来解释此前后易位的现象,有的甚至认为2018、2019年存储器会再度遭遇过去传统存储器景气循环的低潮,陷入供过于求的窘境。但甫于几天前出炉的半导体产业协会(SIA) 提供了更强烈的趋势数据:8月的全世界半导销售突破了350亿美元,比去年同期增加了23.9%,成长最大的助力来自于存储器。

我认为这是一个长期的趋势,而不是一个短期的市场起伏。逻辑的销售额占比停留在29%的饱和状况已有多年,而存储器的提升方兴未艾。即使有短期的起伏让逻辑再度超越存储器,长久以来存储器还是会持续增加于整体半导体市场的占有率。

分析师过去担心占存储器市场超过30%的手机成长趋缓会让存储器市场供过于求。但通讯带宽是另一维次的存储器成长空间-通讯带宽与存储器容量成高度正相关:若通讯带宽增加而存储器容量不增加,存储器很快会被填满。5G问世的时间预计在2020年,手机厂2019年下半年就得开始备货,从而拉开一长波的存储器需求。

另一个长期驱动存储器需求的因素会是人工智能。之前只看到服务器端的存储器需求快速增加,现在人工智能要加诸于边缘设备(edge device)之上。事实上,明年大部份的主要手机都会涵盖一些人工智能功能,自驾车更是不用说。这些边缘设备比在云端数据中心的人工智能应用上更倾向于个人化,因此需要比之前更多的局部储存空间以供在地的、随时的机器学习,而边缘设备的数目会远大于数据中心的。

在存储器供应方面,DRAM位元年增率已开始落后于摩尔定律,大概在20%左右;NAND Flash好些,由于有3D的发展空间,位元年增率还可以维持在40%~50%。其中DRAM会成为供应的瓶颈,在很多应用之中NAND Flash需要一定比例的DRAM当成写入缓冲器,譬如SSD就需要4/1000容量的DRAM。除非有新的存储器架构产生,我很难想象短期内存储器的生产能满足新应用产生的需求。

当然,人工智能与物联网也会提携逻辑的成长,但这些应用同样会驱动存储器的需求。

我是这样摹想的:我们的脑子无时无刻的在记忆我们的经历-记忆太多的东西以致于需要睡眠来整理连结,而脑子用于复杂的推论的机会要少的多。如果人工智能真的是半导体未来的主要产品方向,而人工智能以模拟人脑为最佳策略,那么存储器多于逻辑也是必然的!

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任咨询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。现在于台大物理系访问研究,主要研究领域为自旋电子学相关物质及机制的基础研究。