經過16年的發展，閃存（flash memory）作為存儲數據和應用程序的部件，廣泛應用于移動電話、工業設備以及數碼產品等。這幾年，它在USB stick上的應用也日益增多。那么閃存的歷史發展是如何的呢？目前的市場情況如何？有沒有可替代品？本文將針對以下問題，與讀者共同探討。

　　閃存的發展歷史

　　在1984年，東芝公司的發明人Fujio Masuoka 首先提出了快速閃存存儲器（此處簡稱閃存）的概念。與傳統電腦內存不同，閃存的特點是非易失性（也就是所存儲的數據在主機掉電后不會丟失），其記錄速度也非常快。

　　Intel是世界上第一個生產閃存并將其投放市場的公司。1988年，公司推出了一款256K bit閃存芯片。它如同鞋盒一樣大小，并被內嵌于一個錄音機里。后來，Intel發明的這類閃存被統稱為NOR閃存。它結合EPROM（可擦除可編程只讀存儲器）和EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）兩項技術，并擁有一個SRAM接口。

　　第二種閃存稱為NAND閃存。它由日立公司于1989年研制，并被認為是NOR閃存的理想替代者。NAND閃存的寫周期比NOR閃存短十倍，它的保存與刪除處理的速度也相對較快。NAND的存儲單元只有NOR的一半，在更小的存儲空間中NAND獲得了更好的性能。鑒于NAND出色的表現，它常常被應用于諸如CompactFlash、SmartMedia、 SD、 MMC、 xD、 and PC cards、USB sticks等存儲卡上。

　　閃存的市場現狀

　　目前的閃存市場仍屬于群雄爭霸的末成熟時期。三星、日立、Spansion和Intel是這個市場的四大生產商。

　　由于戰略上的一些錯誤，Intel在去年第一次讓出了它的榜首座椅，下落至三星、日立和Spansion之后。從今年第二季度起，Intel成功得走出低谷，利潤收益明顯上升。

　　AMD閃存業務部門Spansion同時生產NAND和NOR閃存。它上半年的NOR閃存產量幾乎與Intel持平，成為NOR閃存的最大制造商。該公司在上半年贏利為13億美元，幾乎是它整個公司利潤額（25億美元）的一半以上。

　　總體而言，Intel和AMD在上半年成績喜人，但三星和日立卻遭受挫折。

　　據市場調研公司iSuppli所做的估計，今年全球的閃存收益將達到166億美元，比2003年（116.4億美元）上漲46%。消息者對數碼相機、USB sticks和壓縮式MP3播放器內存的需求將極大推動閃存的銷售。據預測，2005年閃存的銷售額將達到175億美元。不過，iSuppli估計，2005年至2008年閃存的利潤增漲將有所回落，最高將達224億美元。

　　新的替代品是否可能？

　　與許多壽命短小的信息技術相比，閃存以其16年的發展歷程，充分顯示了其“老前輩”的作風。九十年代初，閃存才初入市場；至2000年，利益額已突破十億美元。英飛凌科技閃存部門主任，彼得曾說：“就閃存的生命周期而言，我們仍處于一個上升的階段。”英飛凌相信，閃存的銷售仍具有上升空間，并在醞釀加入對該市場的投入。英飛凌在今年初宣布，其位于德累斯頓的200毫米DRAM工廠已經開始生產512Mb NAND兼容閃存芯片。到2004年底，英飛凌公司計劃采用170納米制造工藝，每月制造超過10,000片晶圓。而2007年，該公司更希望在NAND市場成為前三甲。

　　此外，Intel技術與制造集團副總載Stefan Lai認為，在2008年之前，閃存將不可替代。2006年，Intel將首先采用65納米技術；到2008年，目前正在研發的新一代45納米技術將有望投放市場。Stefan Lai覺得，目前的預測仍然比較淺顯，或許32納米、22納米技術完全有可能實現。但Stefan Lai也承認，2008年至2010年，新的技術可能會取而代之。

　　盡管對閃存替代品的討論越來越激勵，閃存仍然受到市場的重視。未來的替代品不僅必須是類似閃存一樣的非易失性存儲器，而且在速度和寫周期上略勝一籌。此外，生產成本也應該相對低廉。由于現在制造技術還不成熟，新的替代品不會對閃存構成絕對的威脅。下面就讓我們來認識一下幾種可能的替代產品：

　　Nanocrystals（納米晶體）

　　摩托羅拉的半導體部門Freescale正在研制一種增加閃存生命周期的產品。這種產品以硅納米晶體（Silicon Nanocrystals）為介質，用硅原子柵格代替了半導體內部的固態層。納米晶體不是一個全新的存儲技術。它只是對閃存的一種改進，使它更易擴展。它的生產成本可以比原來低大約10-15%，生產過程更加簡單。它的性能與可靠性都能夠與目前的閃存相媲美。

　　摩托羅拉花了十年時間研發這種技術，并打算大規模生產此類產品。去年六月，該公司已經成功地使用此技術推出了一款此類芯片。硅納米晶體芯片預計會在2006年全面投放市場。

　　MRAM（Magnetic RAM磁荷隨機存儲器）

　　MRAM磁荷隨機存儲器是由英飛凌與Freescale兩家公司研發的一種利用磁荷來儲存數據的存介質。MRAM的寫次數很高，訪問速度也比閃存大大增強。根據計算，寫MRAM芯片上1bit的時間要比寫閃存的時間短一百萬倍。

　　兩家公司都認為，MRAM不僅將是閃存的理想替代品，也是DRAM與SRAM的強有力競爭者。今年六月，英飛凌已將自己的第一款產品投放市場。與此同時，Freescale也正在加緊研發，力爭在明年推出4M bit芯片。

　　但是，一些評論者擔心MRAM是否能達到閃存存儲單元的尺寸。根據英飛凌的報告，目前閃存存儲單元的尺寸為0.1µm²，而16M bit MRAM芯片僅達到1.42 µm²。另外，MRAM的生產成本也是個不小的問題。

　　OUM（Ovonic Unified Memory Ovonyx標準化內存）

　　OUM是由Intel研發的，利用Ge、Sb與Te等化合物為材料制成的薄膜。OUM。OUM的寫、刪除和讀的功能與CD-RW與DVD-RW相似。但CD/DVD使用激光來加熱和改變稱為硫系化合物（chalcogenides）的材料；而OUM則通過電晶體控制電源，使其產生相變方式來儲存資料。

　　OUM的擦寫次數為10的12次方，100次數據訪問時間平均為200納秒。OUM的速度比閃存要快。盡管OUM比MRAM的數據訪問時間要慢，但是低廉的成本卻是OUM的致勝法寶。

　　與MRAM不同，OUM的發展仍處于初期。盡管已制成測試芯片，它們僅僅能用來確認概念而不是說明該技術的可行性。Intel在過去四年一直致力于OUM的研發，并正在努力擴大該市場。

　　總結

　　除了上文提到的MRAM和OUM，其它可替代的產品還有FRAM (FeRAM), Polymer memory (PFRAM), PCRAM, Conductive Bridge RAM (CBRAM), Organic RAM (ORAM)以及最近的Nanotube RAM (NRAM)。目前替代閃存的產品有許多，但是哪條路能夠成功，以及何時成功仍然值得懷疑。

　　對大多數公司而言，閃存仍是一個理想的投資。不少公司已決定加大對閃存的投資額。此外，據估計，到2004年，閃存總產值將與DRAM并駕齊驅，到2006年將超越DRAM產品。因為，在期待新一代產品的同時，我們也不應該忽視目前已有的市場。