看着手里的智能手机流畅运行着大型游戏,你或许没想到,这背后有一场持续了数十年的技术接力赛正在默默进行。
DRAM技术的每一次飞跃,都像是接力赛中传递接力棒的瞬间,从FPM到EDO,从SDRAM到DDR5,每一代技术都在前一棒的基础上加速奔跑。

这场看似遥远的行业技术竞赛,最终决定了你手中设备的运行速度和效率。

动态随机存取存储器,这个听起来有些专业的名词,其实就是我们常说的内存。它是一种只能将数据保持很短时间的存储器,必须定时刷新才能保持数据不丢失-7。
DRAM的基本存储单元由一个晶体管和一个电容器组成,电容器存储电荷的状态决定了这个存储单元是逻辑1还是0-7。
说实话,这些技术名词听起来可能有点枯燥,但当你了解它们背后的故事,就会发现这简直是一场精彩绝伦的技术接力赛。
从早期的大型机到现在人手一部的智能手机,DRAM技术就像一场没有终点的接力,每一代研究者、每一家厂商都在前人基础上努力奔跑,只为让数据跑得更快一点。
DRAM的技术演进本身就是一场接力赛。早期的常规DRAM需要在4.77-40MHz的系统总线速度下运行,访问时间长达80-150纳秒-9。
随后,快速页模式DRAM接过了第一棒,将速度提升到了16-66MHz,访问时间缩短到60-80纳秒-9。这就像是接力赛中第二棒选手从前辈手中接过接力棒,开始加速奔跑。
扩展数据输出DRAM成为当时的主流选择,进一步将系统总线速度提升到33-75MHz,访问时间减少到50-60纳秒-9。这场dram接力不仅提升了速度,还通过改变内存访问方式,使得一个访问可以在前一个访问结束前就开始,提高了效率。
同步DRAM的出现改变了游戏规则,将内存访问与系统时钟同步,实现了零等待状态的读写操作-9。而双倍数据速率SDRAM则在每个时钟周期的上升沿和下降沿都传输数据,速度再次翻倍。
当前,整个DRAM行业正面临着一场特殊的接力挑战。南亚科董事长吴嘉昭曾指出,行业同时面临四大变数:高通膨引发的原物料上涨、俄乌战争的影响、大陆封控政策以及相关晶圆吃紧造成的长短料问题-1。
在这样复杂的环境下,dram接力变得尤为重要。南亚科仍力求2022年营收与2021年持平,并通过优化产品组合来稳定提升获利-1。
在这场行业接力中,供应商的资本支出变得保守,预计2022年供给成长有限。各大厂商的库存保持在低水位,供给增长有限,这使得整个行业都在密切关注各大厂的产能规划是否会影响供需平衡-1。
与此同时,DDR3产能逐渐减少,三星甚至将部分产能转移至生产CMOS传感器,而力晶则转型到力积电,将业务主轴转移到代工领域-1。
分层延迟DRAM的设计理念就像是接力赛中的创新战术。它通过在DRAM子阵列中引入异质性,将位线分段,创造出低延迟、低能耗、低容量的近端部分-3。
这种设计就像是在长跑接力中,团队根据队员特点分配不同的赛段。TL-DRAM的关键思想是通过隔离晶体管将长位线分成两个较短的段:近段和远段-3。
这种设计带来的效果是显著的。当访问近段中的单元时,隔离晶体管关闭,远段断开连接。由于单元和感知放大器只看到近段减少的位线电容,它们可以更容易地驱动位线电压,从而显著降低了近段的延迟-3。
随着系统对内存容量、带宽和性能需求的提高,多个DRAM设备的组织方式也在不断创新,这就像是接力赛中多支队伍同时比赛的场景。多通道DRAM控制器拥有多组控制和数据总线,每一组总线可以独立访问DRAM设备-5。
在这种组织方式下,多个设备可以同时工作,DRAM控制器可以对不同通道上的设备同时发起读写请求,大大提高了读写请求的吞吐率-5。
令人惊叹的是,一些DRAM产品如LPDDR3、LPDDR4等,已经在一个DRAM设备中实现了多通道设计-5。这样的设计使得单个设备就能达到多通道同时访问的效果,进一步提升了请求处理的吞吐量。
随着5G、AI、物联网、大数据、自驾车及元宇宙相关技术的发展,DRAM的应用场景正在迅速扩展-1。这为dram接力开辟了全新的赛道,也带来了前所未有的挑战。
南亚科对未来营运保持乐观,因为DRAM是电子产品智能化的关键元件-1。智能手机、服务器、数据中心是目前最大的应用区块,但随着新技术的发展,各种消费型智能电子产品的创新应用正不断涌现。
值得注意的是,商用及电竞机种笔电需求仍然强劲,尽管手机和笔电受到全球通胀、地缘政治和缺料影响,需求增长有所放缓-1。
与此同时,消费型电子终端产品如网络通信、智能穿戴、智能音箱、固态硬盘等需求预计将持续成长;VR头盔、智能眼镜则将受益于元宇宙概念及新款游戏机的推出-1。
展望DRAM技术的未来,这场接力赛将继续进行,但赛道可能会发生变化。DDR5已经开始小量导入市场,5G手机出货比重提升,DRAM搭载量也将同步增加-1。
南亚科已经宣布将在新北市泰山南林科学园区兴建一座12寸双层无尘室晶圆厂,采用10nm制程技术生产DRAM-1。这座原计划2021年底动工的工厂,因疫情影响使核准时间延后,以及劳工短缺问题,现已计划于今年6月23日举办动土典礼-1。
分层延迟DRAM的研究方向也为未来dram接力提供了新思路。通过在DRAM子阵列中创建低延迟部分,TL-DRAM能够提供接近短位线设计的延迟优势,同时保持长位线设计的成本效益-3。
当游戏加载进度条瞬间满格,当手机应用切换如丝般顺滑,消费者很少会想到南亚科那座即将动土的12寸晶圆厂-1,也不会察觉DDR5内存中电流在10nm制程中穿梭的细微差别。
这场持续数十年的DRAM技术接力赛中,每一个技术突破都像接力棒传递,从实验室到晶圆厂,从专业论坛到消费电子。
那些看似晦涩的术语如分层延迟和位线分段-3,最终汇成你指尖下流畅的每一次滑动。