COMPUTEX Forum 2019
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記憶體需求走勢將高於邏輯元件

  • 林育中

記憶體需求走勢高。法新社

邏輯與記憶體是半導體市場中最大的兩塊,兩者的銷售金額占半導體市場銷售金額的一半。過去一直是邏輯大於記憶體,以2016為例,邏輯占27.0%,記憶體占22.6%。今年半導體貿易統計群組織(WSTS)預估2017邏輯元件佔比會下降為25.1%,而記憶體將攀升為29.1%。有的分析師以今年記憶體價格的飆升來解釋此前後易位的現象,有的甚至認為2018、2019年記憶體會再度遭遇過去傳統記憶體景氣循環的低潮,陷入供過於求的窘境。但甫於幾天前出爐的半導體產業協會(SIA) 提供了更強烈的趨勢數據:8月的全世界半導銷售突破了350億美元,比去年同期增加了23.9%,成長最大的助力來自於記憶體。

我認為這是一個長期的趨勢,而不是一個短期的市場起伏。邏輯的銷售額占比停留在29%的飽和狀況已有多年,而記憶體的提升方興未艾。即使有短期的起伏讓邏輯再度超越記憶體,長久以來記憶體還是會持續增加於整體半導體市場的占有率。

分析師過去擔心占記憶體市場超過30%的手機成長趨緩會讓記憶體市場供過於求。但通訊頻寬是另一維次的記憶體成長空間-通訊頻寬與記憶體容量成高度正相關:若通訊頻寬增加而記憶體容量不增加,記憶體很快會被填滿。5G問世的時間預計在2020年,手機廠2019年下半年就得開始備貨,從而拉開一長波的記憶體需求。

另一個長期驅動記憶體需求的因素會是人工智慧。之前只看到伺服器端的記憶體需求快速增加,現在人工智慧要加諸於邊緣設備(edge device)之上。事實上,明年大部份的主要手機都會涵蓋一些人工智慧功能,自駕車更是不用說。這些邊緣設備比在雲端數據中心的人工智慧應用上更傾向於個人化,因此需要比之前更多的局部儲存空間以供在地的、隨時的機器學習,而邊緣設備的數目會遠大於數據中心的。

在記憶體供應方面,DRAM位元年增率已開始落後於摩爾定律,大概在20%左右;NAND Flash好些,由於有3D的發展空間,位元年增率還可以維持在40%~50%。其中DRAM會成為供應的瓶頸,在很多應用之中NAND Flash需要一定比例的DRAM當成寫入緩衝器,譬如SSD就需要4/1000容量的DRAM。除非有新的記憶體架構產生,我很難想像短期內記憶體的生產能滿足新應用產生的需求。

當然,人工智慧與物聯網也會提攜邏輯的成長,但這些應用同樣會驅動記憶體的需求。

我是這樣摹想的:我們的腦子無時無刻的在記憶我們的經歷-記憶太多的東西以致於需要睡眠來整理連結,而腦子用於複雜的推論的機會要少的多。如果人工智慧真的是半導體未來的主要產品方向,而人工智慧以模擬人腦為最佳策略,那麼記憶體多於邏輯也是必然的!

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。現在於台大物理系訪問研究,主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。