多年來，MRAM、ReRAM、FeRAM 和 PCM 等新興內(nèi)存技術一直被譽為顛覆性的解決方案，它們兼具閃存的持久性以及 DRAM 的速度和耐用性。這些技術有望顛覆傳統(tǒng)的內(nèi)存體系。然而，正如 IDTechEx 市場報告《新興內(nèi)存和存儲技術 2025-2035：市場、趨勢與預測》中所探討的那樣，盡管擁有顯著的技術優(yōu)勢，但商業(yè)成功卻難以實現(xiàn)。英特爾和美光的 Optane 就是一個典型例子，它引入了能夠彌合易失性內(nèi)存和非易失性內(nèi)存之間差距的 PCM 技術。

盡管前景光明，Optane 卻未能實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)?；?。根本問題并非性能，而是經(jīng)濟因素。傳統(tǒng)內(nèi)存行業(yè)擁有數(shù)十年的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展和制造規(guī)模。任何新的內(nèi)存技術進入市場時，產(chǎn)量都很低，而且缺乏生態(tài)系統(tǒng)的支持。這造成了一個生產(chǎn)成本陷阱：產(chǎn)量低導致價格高，從而抑制了需求并阻礙了規(guī)?；?。其結果是，即使技術本身非常先進，也無法獲得發(fā)展動力，最終導致自身無法實現(xiàn)增長。

許多新興存儲器開發(fā)商不再繼續(xù)正面挑戰(zhàn)現(xiàn)有存儲器類型，而是轉(zhuǎn)移了重心。他們越來越多地瞄準嵌入式應用，而嵌入式閃存和 NOR 閃存等傳統(tǒng)技術正難以跟上步伐。這些嵌入式解決方案廣泛應用于微控制器和其他片上系統(tǒng)設計，隨著半導體工藝制程降至 28 納米以下，它們面臨著根本性的擴展挑戰(zhàn)。相比之下，新興存儲器技術具有快速的訪問時間、高耐用性、更高的能效和卓越的擴展?jié)摿Α?/p>

嵌入式存儲器是指集成在片上系統(tǒng)中的存儲器，而非作為獨立模塊存在。它用于微控制器、微處理器和現(xiàn)場可編程門陣列。這些嵌入式系統(tǒng)為汽車、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣人工智能等領域的應用提供支持。隨著邏輯尺寸的縮小，嵌入式存儲器也必須隨之擴展，以保持性能和集成效率。新興存儲器提供了一條可行的發(fā)展路徑。它們支持更小的節(jié)點，在更低的電壓下工作，并提供低延遲訪問，同時無需電源即可保存數(shù)據(jù)。這種組合對于下一代嵌入式設備至關重要。

這種向嵌入式集成的轉(zhuǎn)變已經(jīng)在現(xiàn)實世界中獲得了巨大的發(fā)展勢頭。各大公司正在從研究階段轉(zhuǎn)向部署階段，這標志著新興存儲器的商業(yè)可行性。Everspin Technologies 自主生產(chǎn) Toggle MRAM，并與 GlobalFoundries 合作，在 22 納米節(jié)點上實現(xiàn) STT-MRAM 的商業(yè)化。Weebit Nano 正與 SkyWater Technology 和 GlobalFoundries 合作，將其 ReRAM 投入量產(chǎn)，用于嵌入式片上系統(tǒng) (SoC) 應用。代工廠本身在這一轉(zhuǎn)變中發(fā)揮著關鍵作用。GlobalFoundries 和臺積電 (TSMC) 在其平臺中提供 22 納米 ReRAM。在技術前沿，三星展示了其 14 納米嵌入式 MRAM，聲稱其擁有業(yè)界最節(jié)能的寫入操作和迄今為止最小的 MRAM 單元尺寸（僅為 8 納米）。

推動這一轉(zhuǎn)變的應用多種多樣。在汽車領域，電子控制單元和高級駕駛輔助系統(tǒng)需要能夠耐受高溫、提供低延遲并承受反復寫入的內(nèi)存。在物聯(lián)網(wǎng)領域，嵌入式設備需要超低功耗和高數(shù)據(jù)保留率。在邊緣人工智能中，延遲成為一項關鍵的性能指標。更快的嵌入式內(nèi)存可以顯著提升推理性能，并支持直接在設備上進行實時決策。新興的內(nèi)存技術完全有能力滿足所有這些需求。

將嵌入式存儲器擴展到先進節(jié)點對于現(xiàn)代半導體設計至關重要。隨著片上系統(tǒng) (SoC) 架構向 28 納米以下發(fā)展，嵌入式存儲器必須跟進以避免成為瓶頸。更小的節(jié)點允許更高的存儲器密度，從而支持更復雜的處理任務，并減少對外部存儲器模塊的依賴。這可以帶來更高的性能、更低的功耗和更低的延遲。先進節(jié)點還可以通過減少每位所需的硅片面積來提高成本效益。此外，現(xiàn)代 CMOS 工藝針對低壓操作進行了優(yōu)化，新興存儲器比傳統(tǒng)閃存更適合此類環(huán)境。

嵌入式人工智能和智能邊緣設備的興起進一步加速了這一趨勢。邊緣計算系統(tǒng)越來越被期望能夠在本地處理數(shù)據(jù)、降低通信延遲并做出實時決策。這些系統(tǒng)需要快速、節(jié)能且非易失性的內(nèi)存。傳統(tǒng)的嵌入式內(nèi)存解決方案往往在一個或多個方面存在不足。MRAM 和 ReRAM 正在成為在這些環(huán)境中取代 NOR 閃存和嵌入式閃存的領先候選方案。它們具有快速的寫入速度、低待機功耗和長續(xù)航能力。它們還能隨著先進的邏輯節(jié)點擴展，從而能夠無縫集成到尖端芯片設計中。

雖然這些技術可能尚未準備好大規(guī)模取代 DRAM 或 NAND，但它們在嵌入式應用領域的成功展現(xiàn)了一條通往商業(yè)可行性的清晰道路。通過優(yōu)先瞄準嵌入式系統(tǒng)，開發(fā)人員可以建立成熟的制造體系，建立戰(zhàn)略合作伙伴關系，并在性能優(yōu)勢真正重要的領域站穩(wěn)腳跟。嵌入式路線讓新興內(nèi)存能夠在實際應用中證明自己，同時避免了成本和生態(tài)系統(tǒng)陷阱，這些陷阱曾阻礙了以往顛覆主流市場的嘗試。

新興內(nèi)存已不再只是未來的前景。在嵌入式系統(tǒng)中，它正在成為現(xiàn)實。