טכנולוגיות חדשות משנות את שוק רכיבי הזיכרון

בשנים האחרונות משמש שוק הזכרונות כאחד ממנועי הצמיחה המרכזיים של תעשיית השבבים העולמית, ותופס כשליש מכלל המכירות של התעשייה. להערכת חברת המחקר IC Insights, בשנת 2018 לבדה צמח שוק רכיבי הזכרון העולמי בכ-32% והיה המגזר בעל הצמיחה הגבוהה ביותר בתעשיית השבבים. העדות למרכזיותה של התעשייה הזאת בא לידי ביטוי בזה שהיא מובילה את מגמת הייצור התלת-מימדי, הנחשבת כתשובה המתאימה ביותר להתמודדות עם הקושי הנמשך תהליך מיזעור (חוק מור).

שוק בלתי-נדיף

שוק הזכרונות מבוסס על שתי גישות מרכזיות: זכרונות נדיפים וזכרונות בלתי נדיפים. זכרונות נדיפים (Volatile Memory), זקוקים לאספקת כוח כדי לשמור את המידע האגור בהם. בדרך כלל הם מבוססים על טכנולוגיית DRAM – Dynamic RAM ועל טכנולוגיית SRAM – Static RAM. זכרונות DRAM זקוקים לטרנזיסטור יחיד וקבל יחיד כדי לבנות תא זיכרון ולריענון תקופתי של תא הזכרון (refreshing). זכרונות SRAM עושים שימוש במערך של 6 טרנזיסטורים לבניית כל תא זכרון, אולם אינם זקוקים לריענון.

זכרונות בלתי-נדיפים (Non-Volatile Memory) שומרים את המידע גם בלא חיבור אל מקור מתח. דוגמאות לזכרונות בלתי נדיפים הם זכרונות EPROM – Erasable Programmable Read-Only Memory וזכרונות EEPROM – Electrically EPROM. וכמובן הזכרונות הנפוצים ביותר: Flash NAND ו-Flash NOR. זכרונות פלאש NOR מספקים גישה אקראית מהירה בכתיבה ובקריאה לאתרים סציפיים בזכרון, עד לרמת המילה הבודדת. זכרונות פלאש NAND איטיים יותר בהשוואה ל-NOR, אולם הם מטפלים בו-זמנית בבלוקים שלמים של מידע (הקרויים pages of data). הם גם זולים יותר ומספקים נפח זכרון גדול יותר בשטח סיליקון נתון.

זכרונות היודעים גם לחשוב

אלא שבימים אלה נמצא שוק הזכרונות בפני תהליכי שינוי מרכזיים, בעקבות צרכים חדשים שמייצרים הבינה המלאכותית, תעשיית הרכב, הצמיחה המהירה של אבזרי IoT והופעת מרכזי נתונים סופר-גדולים אשר צריכים לתמוך במערכות זמן-אמת מקוונות. הדבר מייצר צורך בטכנולוגיות חדשות המספקות מהירות, חיסכון, ממשקי תקשורת המירים וביצוע חישובים בתוך שבב הזכרון עצמו.

כך למשל, חברת Micron חשפה לאחרונה את טכנולוגיית הזכרון GDDR6, שהותאמה במיוחד כדי לטפל במידע ויזואלי בכמויות גדולות ובמהירות גבוהה, הנדרשים במערכות לימוד מכונה. במסגרת עבודה עם מעבדי GPU המבצעים מטלות לימוד עומק, השיגה הטכנולוגיה קצב קריאה וכתיבה של 16Gbps.

החברה ביצעה שינויים טכנולוגיים גם בתשתיות הפלאש שלה, והחלה לספק רכיבי Flash NAND בעלי ארבע סיביות מידע בתוך כל תא זיכרון (Quad-Level Cell – QLC) עבור כוננים קשיחים בעלי נפח גדול. היא גם הכריזה על שילוב יכולות עיבוד בטכנולוגיית Secure NOR Flash Memory החדשה. הרכיבים כוללים את טכנולוגיית Authenta, המגינה על המידע ועל הגישה לזכרון. הדבר חיוני במיוחד להתקני IoT ועבור הרכב החכם, אשר מבוססים על פתיחת מערכות קריטיות בפני רשתות תקשורת רבות, שרמת האבטחה שלהן אינה מובטחת.

סמינר טכנולוגיות זכרון חדשות

המהלכים האלה מדגימים כיצד שוק רכיבי הזכרון נעשה מורכב ודינמי מבעבר. בחודש הבא תיחשף התעשייה הישראלית לטכנולוגיות החדשות במסגרת יום עיון משותף של חברת מיקרון וחברת איסטרוניקס המוקדש לטכנולוגיות ופתרונות זכרון מתקדמים. הסמינר יתקיים ביום ד', ה-13 בפברואר במלון דניאל בהרצליה.

במהלך הארוע תינתן הרצאת פתיחה על-ידי ג'יילס בלארד, מנהל מכירות מיקרון באזור EMEA. לאחר מכן תתקיים הרצאה המשווה בין טכנולוגיות  DDR4 לעומת LPDDR4​: הצגת הטכנולוגיות, יתרונות וחסרונות, שיקולי תכנון, תכונות חדשות לעומת דורות קודמים, שלמות האותות וממשק.

בהמשך תתקיים סקירה של פתרונות eMMC/uSD/NAND, סקירה כוללת של GDDR6 ו-UFS, הצגת התהפתחויות בתחום הכוננים מבוססי SSD, ובהם NVDIMM וביצועיו, DRAM ,NAND וספק כוח המאוגדים לתת-מערכת המאפשרת שיחזור מידע יעיל ומהיר בעת נפילת מתח פתאומית, וכן הצגת פתרונות SSD ליישומי Industrial ו-Automotive.

יום העיון יכלול תצוגת מוצרים ושירותים משלימים ומיועד למובילים טכנולוגיים בתעשיית ההי-טק, CTOs, מנהלי פיתוח, מנהלי פרויקטים, מהנדסי מערכות ומהנדסי חומרה.

ההשתתפות הינה ללא תשלום, אך מחייבת רישום מראש וקבלת אישור.

למידע נוסף ורישום: Advanced Memory Solutions

השקעות-יתר בתשתיות ייצור עשויות להפיל את מחירי הזיכרונות

ב-2016 וב-2017 האמירו מחירי זיכרונות ה-DRAM וה-NAND בשוק העולמי בעשרות אחוזים. עליית המחירים החדה נבעה בעיקרה מהפער ההולך וגדל בין קצב עליית הביקושים לבין הגידול האיטי והמדוד בתפוקת הייצור של ספקיות הזיכרונות הגדולות בשוק. כעת, מחקר עדכני של חברת המחקר IC Insights מצביע על כך שהיקף השקעות ההון המתוכננות מצד יצרניות הזיכרונות לצורך הרחבת קווי הייצור והגדלת התפוקה הינו גדול מן הצפי לגידול בביקושים, מה שעשוי להוביל סוף סוף לצינון עליית המחירים בשוק הזיכרונות ואולי אף להוביל לירידה ממשית במחירים.

המחקר של IC Insights התמקד בשוק ה-NAND (זיכרון מסוג פלאש, והשווה בין היקף ההשקעה הדרוש כדי לתת מענה לעלייה שנתית צפויה של 40% בנפח יחידות הפלאש בשוק, לבין ההשקעה המתוכננות בפועל מצד יצרניות הזיכרונות הגדולות – וגילה כי היקף ההשקעות בפועל להגדלת התפוקה צפוי להיות גבוה מן העלייה הצפויה בביקושים ובכך אולי להוביל לירידת מחירים בשוק הזיכרונות הרותח.

המחקר של IC Insights הסתמך על אנליזה שפרסמה בחודש מאי חברת מיקרון, אחת מיצרניות הזיכרונות הגדולות בעולם, שלפיה יש צורך בהשקעות הון (Capex) בהיקף של 22 מיליארד דולר כדי לתת מענה לעלייה של 40% בביקוש לזיכרונות NAND. מנגד, על פי הערכת IC Insights, המסתמכת בין היתר על הצהרות יצרניות הזיכרונות לגבי היקף המשאבים שהן מתכננות להקצות לצורך הקמת מפעלים חדשים ושדרוג קווי ייצור קיימים, צפוי לעמוד השנה על 31 מיליארד דולר. פער של 40%.

מקור: IC Insights

המחירים כבר מתחילים לרדת

נתונים היסטוריים על שוק הזיכרונות מגלים כי השקעות גבוהות מדי מובילות בסופו של דבר לתפוקת יתר וכתוצאה מכך להיחלשות במחירים. לאור העובדה כי כל היצרניות המובילות, ובהן סמסונג, היינקס, מיקרון, אינטל, ינגצה ריוור, וכן השותפות של טושיבה, ווסטרן דיגיטל וסנדיסק – כולן צפויות להגדיל בשנים הקרובות באופן משמעותי את תפוקת הייצור של שבבי 3D NAND, וליצור מצב של תפוקת יתר. אל היצרניות המובילות אפשר לצרף גם את היצרניות הסיניות החדשות שנכנסות בשנים האחרונות לשוק וצפויות לתרום לרמת התפוקה.

המחקר של IC Insights מעלה כי כבר ב-2017 הכפילו יצרניות הזיכרונות את היקף השקעות ההון פי שניים ל-28 מיליארד דולר, בהשוואה ל-14 מיליארד דולר ב-2016. כמו כן, כבר ב-2017 היקף ההשקעה בפועל היה גבוה מן ההון הנדרש כדי לתמוך בעלייה של 40%, שהוערך ב-22 מיליארד דולר. ואמנם, ירידה בקצב עליית המחירים ניכרה כבר ברבעון האחרון של 2017, ובשני הרבעונים של 2018 המחיר הממוצע של יחידת פלאש כבר ירד, כך על פי DramExchange. אם זאת, יש לזכור כי בסופו של דבר מי ששולטות בברז התפוקה הן היצרניות, ובמידה ונהיה עדים לירידה חדה מדי במחירים, או לחילופין לירידה בביקושים עצמם, היצרניות עשויות לעכב או לדחות את תוכניות הפיתוח ובכך להוביל מחדש לעלייה במחירים.