半导体内存技术发展历程 - 1980年代主流半导体内存技术包括SRAM、DRAM、EPROM和非闪存EEPROM [2] - 1980年代末出现早期持久性内存技术：Ramtron的FRAM和Simtek的SONOS闪存 其中FRAM技术至今仍在使用 [2] - 东芝1987年开始生产闪存 该技术在1990年代成为主流 目前闪存EEPROM广泛用于代码和数据存储 [2] - DRAM发展为SDRAM 简化了RAM存储相关操作但增加了高速走线匹配等新要求 [2] 新型替代内存技术现状 - 近十年出现FRAM、MRAM、ReRAM和PCM等技术 竞相成为存储级内存(SCM)主流方案 [3] - NOR闪存在28nm节点停止缩放 FinFET工艺无法兼容NOR闪存单元 迫使微控制器寻求替代存储方案 [3] - 微控制器转向替代方案的三个选择：FinFET+平面NOR闪存(成本高)、外部闪存(增加系统复杂度)、新型片上非易失性存储器 [4][5] - 已出现采用MRAM、FRAM和ReRAM的微控制器产品 如恩智浦汽车MRAM控制器(2023)、TI的16KB FRAM微控制器、瑞萨10.8Mbits MRAM实验芯片等 [6] 内存技术面临的挑战与机遇 - NAND闪存在15nm遇到缩放瓶颈 转向3D结构 SK海力士已开发321层3D NAND芯片 [7] - DRAM自1990年代采用3D沟槽电容器结构后同样面临工艺缩放限制 [7] - 英特尔/美光PCM技术(Optane/3D XPoint)因成本过高于2021-2022年停产 但未来可能随工艺进步恢复经济可行性 [8] - 新型存储器具有抗辐射、快速写入、字节可写等优势 适用于太空和军事等特殊领域 [9] 替代内存技术发展预测 - MRAM已应用于助听器和AR眼镜等嵌入式场景 [10] - 预计还需10年左右才能在嵌入式应用中替代闪存和SRAM 微控制器领域转型较慢 [10] - 独立内存芯片的替代进程将滞后于嵌入式应用 但转换速度更快 预计在嵌入式转型完成后迅速跟进 [10]