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　　6）揭秘英特尔/美光的3D XPoint威廉希尔官方网站

　　在2015年七月的IDF（英特尔威廉希尔官方网站 峰会）上，英特尔和美光联手发布了一种名为3D XPoint的新一代存储器威廉希尔官方网站 ，该威廉希尔官方网站 历经十载研发，第一次在实际产品上实现了低成本，高速度，非易失三大性能的结合，被英特尔称为自1989年NAND被发明后存储领域的第一次质的突破。

　　图19，3D XPoint的结构

　　具体来看，3D XPoint的随机写入速率是NAND 的1000倍，密度是DRAM的10倍，英特尔还将使用3D XPoint威廉希尔官方网站 的初期实际产品和其另一款使用NAND闪存的顶级SSD进行性能对比，结果表明8线程情况下前者的4K随机读写速度是后者的5.44倍，而在单线程中差距扩大到7.25倍，英特尔表明该威廉希尔官方网站 的延迟高于闪存，略低于内存，可以在靠近处理器的位置以较低成本存储更多数据，显著降低延迟，以加快分析速度。

　　3D XPoint 除了在性能方面兼具闪存的非易失性和内存的高传输速度优点之外，还拥有更为宽松的蚀刻尺寸要求和层数添加空间，这使得其制备成本也会显著降低。英特尔和美光在存储器方面连续多年被三星、海力士，东芝等日韩厂压制，此次联手推出这一颠覆性新型存储器，无疑夺取了不少本聚焦在三星和海力士重点推进的3D NAND上的目光，在本节报告中，我们将针对3D XPoint展开详细分析，揭秘其究竟缘何具备如此高的综合性能，它的运用场景在哪里，目前还存在哪些难点以及量产计划。

　　结构特点及工作原理

　　轻松定位存储单元，随机写入速率飙升：NAND Flash无法定位到具体每一个存储单元，只能定位到一个page（每个page大约是4KiB或者8KiB）的内容，写入需要整个page写入，擦除更是需要一次性擦除整个block（每个block为128或256KiB），这导致NAND需要使用复杂的垃圾回收算法，极大的影响了其随机访问性能。而在3D XPoint中，1280 亿个密集排列的存储单元被交叉的字线和位线连接，从而使得每一个记忆体都能通过两条导线进行定位，以支持对单个存储单元的独立访问，每个存储单元存储一位数据，故其和DRAM类似，具有很好的随机性能。

　　紫光联手武汉新芯，加快国内存储器发展

　　半导体存储器芯片行业是一个高威廉希尔官方网站 壁垒，高资金壁垒，高度垄断的“三高”行业，粗看上去，是一个难以啃下的硬骨头，国家这两年砸下重金发展存储器，能否实现存储器的国产化目标值得探讨。本章我们将从战略意义和经济意义两个角度来分析大陆发展存储器的必要性，并论述我国为什么要选择此时大力发展存储器行业。

　　1） 战略意义：中兴事件再次敲响警钟，芯片国产化关乎国家信息安全

　　继2013年斯诺登事件之后，今年3月发生的中兴通讯事件再次让我们认识到芯片国产化的紧迫性。因涉嫌违反美国对伊朗的出口管制政策，中兴通讯在今年3月遭到美国商务部处罚。美商务部下令：限制中兴通讯在美国的供应商向中兴出口产品，该出口限令可能会切断中兴通讯目前系统设计的关键器件供应。尽管出于缓和中美双方政治关系，保护美芯片供应商利益等原因，经过半个月的多方博弈后，美国政府在该政策实施半个月后的3月21日宣布解除禁令，但此次事件相当于给我国半导体行业的现状再次敲响了警钟。

　　存储芯片作为半导体行业的重点产品，是海量数据的载体，在电子化，数据化程度越来越高的今天，数据就是每一个公民乃至国家的“电子身份证”，关乎信息安全和军事安全，战略地位非常重要，只要一天不能自主掌握关键威廉希尔官方网站 ，命脉就仍然掌握于他人之手！一旦两国关系僵化甚至开战，美国政府实施彻底禁运，将会给我国的经济和信息安全带来极大的打击，因此加快我国存储芯片和整个半导体行业的国产替代速度，以期早日摆脱发达国家的严重依赖！

　　2）经济意义：大陆存储芯片市场约400亿美元，新兴市场空间更大

　　存量市场约400亿美元：中国大陆作为最大的集成电路消费国，自身企业的市场占有率却很低，极大的消耗量，自给率却很低，这意味着巨额的进口。近年来，集成电路进口额多次超过原油，堪称我国第一大进口商品，目前我国80%的高端芯片依赖于进口，而芯片的利润和其威廉希尔官方网站 含量高度相关，为此国家每年都要向韩国，美国，日本等国家付出大量的外汇，存储器更是半导体行业四大产品类型中自给率最低的一个，DRAM，NAND两大存储芯片均由国外前三、四家公司就占据了90%以上的市场，仅2015 年前三季度，中国购买了120亿美元的DRAM和66.7亿美元的NAND flash，分别占到全球消费的 21.6%和29.1%。

　　图20，集成电路进口与原油对比

　　新兴市场快速增长，潜力无限：受宏观经济不景气，摩尔定律生命力减弱，智能手机普及红利消耗殆尽等因素的影响，半导体行业传统运用市场增速放缓。但物联网这颗新星却正在冉冉升起，2016年6月，NB-IOT无线通讯威廉希尔官方网站 标准被冻结，该标准为物联网量身定制，具有覆盖广，连接多，低功耗，低成本等优点，一经推出就得到了众多设备商和电信运营商的支持，其正式冻结预示着物联网将进入高速发展阶段。根据分析机构Markets and Markets预测，2016-2022年全球物联网芯片市场复合成长率将高达11.5%，2022全球物联网芯片市场规模或将超100亿美元。在大多数物联网终端和服务器端，都会用到存储芯片，尤其是在服务器端，会需要存储大量的数据，这将是半导体存储器的一个新增长点。

　　3）时机选择：威廉希尔官方网站 换代机会难得，迎弯道超车机遇！

　　不论是NAND还是DRAM，目前在成本和性能双方面都渐渐开始显露疲态，因此各大存储器龙头都在积极发展新型存储器，新的存储器虽然仍存在很多威廉希尔官方网站 方面的挑战。但挑战总是与机遇并存的，传统存储器市场已经呈现高度垄断形式，且近几年垄断程度还在逐渐加剧，而新型存储器由于在架构和材料方面都有很大的不同，各大龙头存储器厂商目前的进展也并非一帆风顺，而国内机构在国家政策的大力支持下，已取得了不少成就：3D NAND方面，武汉新芯携手Spansion，目前已经能做到9层；在PCM，RRAM等新型存储器上，国内也有不少企业和科研单位再进行探索。从专利数目上看，DRAM和NAND由于行业高度垄断，三星，海力士，东芝，美光等几家公司经过多年积累，已经形成了极高的专利壁垒，而新型存储器龙头公司并未占据绝对优势，在不少细分领域都有施展拳脚的机会，目前我国新型存储器的专利拥有数已大大超过DRAM和NAND，和国内龙头企业的差距相对来说也较小。

　　图21，大陆地区传统和新兴存储专利申请数据

　　当下正是十年一遇的威廉希尔官方网站 更新换代，颠覆革新之时，我国应要抓住这个机会，大力支持相关企业和科研机构，力争实现弯道超车，一旦错过，让其它企业再次形成专利壁垒和规模壁垒之后，我国想再进入该领域就要付出更大的代价。