DRAM正轉變為賣方市場，也為DRAM廠商寫下利潤新高紀錄。就像石油危機一樣，在DRAM危機下，客戶必須為DRAM付出更多代價。現在正是尋找低成本替代方案的時候了！

動態隨機存取存儲器(DRAM)價格持續升溫，而要緩解這個價格居高不下的問題并不容易，因為它并非來自供給與需求的失衡，而是源于平面DRAM的“摩爾定律”(Moore’s Law)終結。

2017年是DRAM位元需求強勁成長的一年。如圖1所示，過去三年來，平面DRAM微縮已經大幅減緩了。因此，DRAM正轉變為賣方市場，也為DRAM廠商寫下利潤新高紀錄。就像石油危機一樣，在DRAM危機下，客戶必須為DRAM付出更多代價。因此，本文將討論我們可以找到哪些低成本DRAM解決方案。

圖1：DRAM發展藍圖的計劃與現實 （來源：WSTS、IC Insights、David Manners）

目前，諸如磁阻式隨機存取存儲器(MRAM)和相變存儲器(PCM)等新興記憶對于平面DRAM帶來了挑戰。然而，MRAM轉向嵌入式應用，而PCM(如3D XPoint)則被用于高階固態硬碟(SSD)應用。實際上，考慮到每位元成本、性能和可靠性，它們也很難直接取代平面DRAM，因此，新興的存儲器目前正在尋找自己的利基市場。

DRAM晶圓廠擴產是提高DRAM供應的一種方法。然而，DRAM廠商可能會猶豫不決，因為新廠的成本大約是升級晶圓廠的六倍。由于DRAM的橫向微縮(lateral scaling)，DRAM供應商開始經由升級晶圓廠來提高DRAM產量，從而以2N倍數指數級地提高了DRAM位元輸出。相形之下，新晶圓廠明顯需要更多的投資，也只能線性提高DRAM位元輸出，再加上制造成本較高，將使得DRAM的價格更昂貴。此外，以賣方市場來看，DRAM供應商也沒什么特別有力的理由需要透過投資新晶圓廠來增加DRAM晶圓廠的產能。

因此，從平面DRAM轉換到3D DRAM是大勢所趨。如圖2所示，采用3D DRAM可以增加每片晶圓的可切割晶片數(dpw)。只要3D DRAM的晶圓制造成本合理，而且易于制造生產，那么采用3D DRAM技術將有利于降低成本。

當然，3D DRAM對于DRAM微縮的延續至關重要。但遺憾的是，DRAM供應商尚未擁有自己的3D DRAM技術。

圖2：3D DRAM可讓每片晶圓切出更多的晶片與低成本DRAM

另一項建議是采用DDR4 NVDIMM，以取代DRAM作為主存儲器。非揮發性雙列直插式存儲器模組(NVDIMM)有很多種類型；相較于其他以儲存為導向的NVDIMM，DDR4 NVDIMM能夠表現得和DRAM一樣快，而且可以作為主存儲器。幾年前，英特爾(Intel)的3D XPoint看好DDR4 NVDIMM作為切入點，因為3D XPoint擁有NOR型快閃存儲器(flash)讀取延遲低(低于100ns)的優點，因而能像DRAM一樣快速運作。它也不需要預測軟體，因而能夠始終保持高性能。此外，采用單層儲存(SLC)的SLC NOR快閃存儲器具有很高的耐久性。因此，DDR4 NVDIMM的NOR快閃存儲器能夠取代DRAM，并以大量的主存儲器大幅提升系統性能，如圖3所示。

如果能透過3D NOR帶來價格更可負擔的NOR快閃存儲器，DDR4 NVDIMM可能更具吸引力。預計第二代3D Xpoint (即4層堆疊版本)可以實現大約DRAM成本的一半，但可能存在量產問題。

傳統的平面NOR由于單元(cell)尺寸較大(約10F2～12F2)而使得價格不菲。因此，3D NOR對于DDR4 NVDIMM來說必不可少。以3D NOR的情況來看，成本大約會是每GB6美分。

圖3：DDR4 NVDIMM搭配3D DRAM與3D NOR的配置

以10GB 3D DRAM加上1TB 3D NOR來看，DDR NVDIMM的成本大約是10美元+60美元=70美元。目前，業界正因持續高漲的DRAM價格而受沖擊，只能坐待下一次低潮期的出現。許多分析師認為，目前這一波穩步上揚的態勢只能說是DRAM的另一個榮景，預計接下來將隨著市場供需平衡而出現低潮期。

然而，現在要預測未來的DRAM市場應該考慮更多因素。如果我們看看DRAM的歷史就會發現，當DRAM位元需求成長超過45%時，就會開始出現下滑并導致供過于求。如今，摩爾定律已經不再適用于平面DRAM了，而其位元需求的成長也將會是過去23年來的最低點。不過，我們并未看到平面DRAM的位元需求成長率超過45%，預計未來也不至于出現任何低迷市況。

當然，我們現在還無法選擇3D DRAM，因為技術尚未到位。使用3D NOR的NVDIMM能夠大幅降低存儲器子系統的總擁有成本，因為3D NOR每GB約6美分的價格能夠取代DRAM和SSD，同時作為主存儲器和儲存存儲器。眾所周知，過去幾十年來，平面DRAM一直沒什么進展。現在，我們必須開始創新DRAM了。