《创新者的窘境》一书中指出，成熟企业总是能在一轮又一轮的延续性技术浪潮中保持领先，但往往在面临更为简单的破坏性创新技术时遭遇失败。在面对破坏性创新时，先进入市场的企业可以建立起巨大的先发优势，这就是创新者的窘境。现在，DRAM市场的破坏性创新来了。近日，DRAM IP提供商Kilopass公司宣布推出垂直分层晶闸管(VLT)技术，宣称有望颠覆目前的DRAM产业格局。

　　DRAM需求转向云计算/服务器 面临制程升级及功耗难题

　　来看看目前的DRAM市场吧。2015年全球DRAM市场为450亿美元，在总产值为3500亿美元的全球IC市场中的重要性不言自明。

　　从市场需求来看，PC、手机等需求趋缓，新的增长点将出现在云计算/服务器等市场领域。分析显示，今年DDR4 DRAM预估在整个服务器市场份额的比重将蹿升至八成。

　　在制程方面，三强中三星、SK海力士、美光均已导入20nm制程，且三星业已成功导入18nm制程。但有分析显示，DRAM制程自2010年以来已放缓了步伐，因为DRAM是靠电容电位来记录其逻辑值的，而摩尔定律不包括电容，因而2017年SoC将在7nm工艺实现，3D NAND将实现64/96层堆叠，而DARM将停滞于1xnm工艺。

　　这就带来了“阿琉克斯之踵”。Kilopass首席执行官Charlie Cheng指出，一是传统DRAM采用的存储单元结构是1个晶体管搭配一个电容器(1T1C)。受制于电容的尺寸和容量，DRAM的尺寸缩小再往下走非常困难。二是DRAM新的增长点将集中在云计算/服务器等领域，对DRAM有更严苛的功耗要求，传统的DRAM难以成全。

　　Charlie Cheng解释说，因电容无可避免地有漏电现象而使电位下降，需要周期性地对高电位电容进行充电而保持其稳定。而工艺提升使得较小的晶体管带来更多的漏电流，且较小的电容拥有更少的电容量，这将导致两次刷新之间的间隔时间必须缩短。由于刷新周期频率的加快，16Gb的DDR DRAM中高达20%的原始带宽将丢失，这使CPU必须分担一部分性能来保持系统竞争力。这对于常年处于80度以上高温环境的服务器来说，是极大的负累。因而，DRAM市场迫切需要新的变革。

　　VLT技术存多重优势 现可支持20nm节点量产

　　为解决这一难题，业界也多方求索，如3D XPoint、磁变存储器(MRAM)、阻变存储器(RRAM)和相变存储器(PCM)等，目标是实现具备低延迟与高使用寿命水平，又能够实现可扩展存储单元的新型方案，但究竟谁能胜出尚未定论。

而Kilopass另辟蹊径，开发了独特的VLT技术。之前Kilopass自主研发的嵌入式一次性可编程(OTP)技术，与ROM、Fuse、eFlash等或不安全、或存储单元太大、或可扩展性不强等相比优势显著，在全球DRAM市场中已占据60%的份额。Charlie Cheng介绍说，VLT技术是通过垂直方式实现晶闸管架构来形成锁存，不需要传统DRAM所需电容。因此，不再需要刷新，也不存在漏电，性能利用率可以达到100%。

　　“与目前最主流的DRAM技术相比，VLT技术与现有的DDR标准兼容，具有更小的存储单元、更高效的结构、更少的加工步骤，可将尺寸缩小近30%，待机功耗降低10倍，性能提高15%，晶圆光照加工步骤减少三成，与目前主流20nm DRAM相比制造成本降低45%。最为关键的是，VLT避开了传统DRAM制造中最大的挑战，即沟道电容的制造，从而规避了相关的专利冲突，这一点具有很重要的战略意义。”

　　在记者提及的量产工艺验证方面，他表示，VLT采用的工艺技术与逻辑CMOS的工艺兼容，也不需要采用新的材料，客户原有的生产线并不需要进行太多的更改就可生产基于VLT技术的DRAM，还可以利用模拟器软件调整技术和良率。

　　据悉，VLT存储单元的器件测试已于去年完成，完整的内存测试芯片于5月份成功流片。现Kilopass已可提供支持20nm 到30nm节点的VLT DRAM技术，而新一代10nm技术的验证有望在明年完成。

　　发展存储器已成IC重要战略 VLT能否成第二选择?

　　之所以如此详尽地介绍VLT新技术，众所周知的原因是存储器是IC产业的基石之一，发展存储器产业已成为中国IC业的重要战略。中国高端芯片联盟理事长、国家集成电路产业投资基金股份有限公司总裁丁文武曾指出，IC是我国进口最大宗产品，存储器则是中国进口IC最大宗的产品，比例已超四分之一。存储器将广泛应用于云计算、物联网、消费电子产品中，可谓明星产业，未来将以10%的复合增长率持续增长。巨大的市场需求，是存储器的发展动力；而信息安全和产业安全则是实施存储器的战略需要，否则在未来产业发展制高点中将永远依赖于人、受制于人。

　　近年来国内企业也纷纷加大投入布局存储产业，长江存储投资240亿美元打造国内集成电路存储器产业基地，主攻3D NAND和DRAM，预计2020年实现月产能30万片（其中3D-NAND 20万片，DRAM 10万片）。福建晋华存储器IC生产线项目作为国家重点支持的DRAM存储器生产项目，一期投资额达370亿元。

　　然则，DRAM市场“知易行难”。与NAND闪存较为混乱的市场态势相较，DRAM市场三星、海力士和美光三强鼎立的状态结构稳固，三家企业共同占有超过90%的市场份额。此外，现有DRAM的最关键技术是电容存储单元，它不仅带来了特有的制造挑战，还被DRAM存储器三大巨头的专利所保护，中国大陆欲进军DRAM产业的困难不可小视。

       “为了进入DRAM市场，后发的中国厂商需绕开技术授权限制，必须利用创新的替代方案，以争取实现差异化，推动竞争升级，VLT技术虽无法替代现有的DRAM技术，但可成为中国发展DRAM的第二条路径。” Charlie Cheng强调说，“VLT技术所需的投资额度不大，且已在20nm至31 nm工艺通过验证，是一条可行的自主性发展的技术道路。加上需要支付kilopass的授权费用和验证费用，大约投入100万美元就可以实现投产。”

　　Charlie Cheng透露，Kilopass会在全球各国中选择3~4家企业做授权，目前已有跟武汉等方做深入接洽。

　　未来是场硬仗 存储器之路何去何从？

　　虽然VLT如此光环加身，但DRAM阵营亦不会坐视不理。

　　DRAM 标准从非同步的 DIP、EDO DRAM、同步的 SDRM、进展到上下缘皆可触发的 DDR DRAM。虽然 DRAM未来在速度与耗电量的改进空间不大，但产业界早已积极开发类似的内存架构，如MRAM 、RRAM等，DDR4 会不会是末代 DRAM 标准，谁也无法预测。

　　半导体知名专家莫大康亦分析说，Kilopass公司提出的VLT技术制造DRAM是条好的思路，可以尝试，但未来能否实现规模量产可能尚不好言。因为全球DRAM业为了寻找替代品已经奋斗多年，尚没有定论。

　　对国内来说，3D闪存虽是“板上钉钉”要加快发展，但在DRAM层面不是“华山一条路”。在中国存储器产业急需寻求突破的重要历史阶段，寻找一种最具有竞争力和发展潜力的DRAM，紧迫且意义重大，这也注定是场艰难的硬仗。

　　莫大康表示，国外巨头可能是先打IP战，控制技术与人才流失，最后一招是打价格战，让国内企业在资金方面无法承受。“因而，国内现阶段存储器自行研发一定要加紧突破，而且一定要把研发与量产结合在一起，改变之前两者脱节的弊病。同时要充分利用好设备制造商，它们手中握有许多关键工艺技术，在提供设备的同时与存储器厂商分享。”莫大康强调，“无论是3D NAND 闪存或是DRAM，中国首要解决的是从无到有的问题，相信这是完全可能的。然而由于采用技术的不同，以及制造成本方面的显著差异，未来的痛点是如何在面临巨额亏损下不动摇、不气馁，只有坚持下去才有成功的希望。”