美光：5G引发的内存和存储演进

在2021年伊始，21ic专门采访了美光科技新兴产品与企业战略高级副总裁Raj Hazra、美光科技移动产品事业部市场副总裁Christopher Moore和美光科技移动产品事业部全球产品营销总监魏松，邀请他们和我们一起回顾2020与展望2021。

1. 受新冠疫情和国际形势双生影响，2020年对整个世界来说都是不平凡的一年，同时也是机遇与考验并存的一年。对此，您如何看待整个行业的发展现状和未来趋势？贵公司是如何把握机遇、直面挑战的？

Raj Hazra，美光科技新兴产品与企业战略高级副总裁

新冠疫情加速了数字化转型。如果没有基于云的数字化服务（包括在线购物、虚拟会议和远程医疗），2020年的社会格局将大为不同。数据中心的大量数据处理使人们能够在前所未有的短时间内进行疗法和疫苗的研发。这些技术构成了我们新常态的基础，突然之间，诸如AI自学习这种高深的事物也变得更加平易近人了。CIO们的风险承受能力已发生变化，因为他们必须采用更多新兴技术来保持业务持续发展，在未来这一年，这将在大批企业中产生涟漪效应。

2021年，即使在后疫情时期，远程办公的普及将继续加速云端应用的部署。为了应对新常态，企业将寻求新的解决方案，例如为实现灵活办公部署更多的IT解决方案，为推动在线商务的持续增长提供更大的数据存储，以及为应对未来的医疗危机提供稳固的IT系统。这将前所未有地推动对灵活的IT基础架构、多云解决方案和万物互联的需求，以支持边缘到云的应用场景。我们看到，以数据为中心的云服务的发展将为内存和存储带来巨大的机会，我们还将看到，越来越多的数据中心运营商在对可拆分和组合系统进行评估，以更好地满足未来的企业需求。

我们需要更加节能的云端：向可组合基础架构迈进对于减少过度配置的资源至关重要，这将减轻IT部门对环境造成的严重影响。预计到2030年，信息和通信技术将消耗全球20%的电力。随着企业希望将可持续发展纳入业务战略，并减少AI和高性能计算等计算密集型工作负载的运营成本，我们看到对于节能型架构的需求将不断增长。

内存和存储的区别越来越模糊：2021年，“人工智能即服务”将成为主流，智能迁移到边缘，5G应用将成为现实。这会推动服务器系统架构方式的根本改变。内存将扩展至多个基础架构池，并成为共享资源。存储和内存之间的界限将变得模糊。人们将不再认为“DRAM是内存，而NAND是存储”，因为速度更快的NAND将能够用作内存，而随着应用的复杂性将不断提升，它们需要以创新的方式来利用资源。在2021年，我们还将看到企业正在寻求新型解决方案，例如存储级内存和内存虚拟化，以进一步释放AI及激增的数据量带来的价值。

2. 2020年，5G开始走向大规模商用，随着5G基站的进一步部署，5G网络的覆盖越来越广，这将给行业带来哪些机遇?贵公司如何看待?

Christopher Moore，美光科技移动产品事业部市场副总裁

魏松，美光科技移动产品事业部全球产品营销总监

5G产业链环节主要包括5G网络基础设施、终端设备和应用场景三大环节。手机作为主要的个人移动智能终端设备，同时也是实现5G三大应用场景之一的EMBB（增强移动带宽）相对最早的可以体验的5G应用场景，我们如期的看到各大手机厂商争先发布5G新机，从上半年的多款旗舰机、次旗舰机、到下半年的中低端5G手机，特别是中低端5G手机的价格直逼4G手机，这也是让5G市场开始真正起飞的一年。5G手机拉动了AI拍照（一亿像素，64MP，48MP、四摄-三摄贯穿高中低端手机），高清视频（8k/4k），高刷新屏、高采样率的游戏等功能和应用，尤其是5G中低端手机配置的内存容量和中高端手机非常接近，这带来了移动行业对DRAM和NAND的需求。2021年，我们乐观预期移动行业 DRAM和NAND的年成长率分别为：DRAM高于15%，NAND大于30%，预计手机平均DRAM容量将超过5GB （5.2GB）, Flash逼近150GB。

无所不在的5G接入为移动技术带来标志性转变。5G最关键的特性是大大缩短延迟。现在的网络已经足够快，可以满足以前不可能实现的实时数据需求。具体的应用包括自主流量定形、远程医疗、实时增强现实、工业自动化和物联网人机界面。为了满足这些应用，端到端延迟时间必须小于5毫秒。例如，在增强现实中，AR覆盖需要与人类感知一样快，才能无缝融合到现实环境中。

但是，如果没有合适的硬件，这些更快的数据传输速度将毫无用处。随着5G在全球范围内不断扩展，美光将继续支持这些发展机会，以推动内存和存储的增长。作为第一个在1Z节点上量产的供应商，这已经是我们一段时间以来设计和开发技术考虑的重点。我们也已开始对基于1Z制程的DDR5进行出样，为实现5G的下一代以及更先进的技术奠定关键基础。除此之外，5G的内存和存储需求非常多样化，美光独有的产品组合广度在这个领域具有关键优势。我们将以此抓住5G带来的巨大机遇。无论是用于计算和网络的DDR4 / 5，速度更快的LPDDR4 / 5或GDDR6技术，还是用于存储和启动的SSD、NAND或NOR，美光强大的产品组合都能让我们为5G领域中最苛刻的应用提供服务。

5G不仅使网络受益，同时还包括云和数据中心。为了处理移动连接，数据中心必须将内存和存储量增加四到十倍。降低延迟也很重要，因为5G网络的传输速率和带宽要比4G网络高100倍以上。要使5G成为现实，就必须以前所未有的容量和速度来存储、托管和传输数据。

云数据中心是5G数字生态系统的核心，在这一演进过程中至关重要。企业和云存储必须完成从机械硬盘（HDD）到固态硬盘（SSD）的过渡才能为5G做好准备，而云服务器和将它们连接在一起的网络将需要更多的内存。美光的主要工作重点是实现向下一代存储和内存的过渡。我们相信，我们独特的优势可以抓住市场上的这些机会。

3. 在2020年，贵公司有哪些产品和技术您认为可以称得上是对该应用或技术领域有明显提升或颠覆性的贡献？请您分享。

魏松，美光科技移动产品事业部全球产品营销总监

LPDDR5

首先，在5G领域，美光推出了全球首款量产的LPDDR5 DRAM 芯片，并率先搭载于小米10智能手机上。美光 LPDDR5 DRAM 与前代产品相比，数据访问速度提升了 50%，功耗则降低了 20% 以上，满足了消费者对于智能手机中人工智能（AI）和 5G 功能日益增长的需求，为用户带来流畅、无延迟的影像、娱乐、游戏体验，成为 2020 年旗舰手机的标配。

美光 LPDDR5 DRAM 内存能满足多个行业对内存更高性能和更低功耗日益增长的需求，这不仅仅局限于移动行业，还包括汽车、个人电脑以及为 5G 和 AI 应用打造的网络系统。

GDDR6X

其次，美光推出了全球速度最快的独立显卡内存解决方案 GDDR6X，率先助力系统带宽实现 1 TB/秒。美光与图形计算技术领导者 NVIDIA 合作，首次在全新的 NVIDIA® GeForce RTX™ 3090 和 GeForce RTX 3080 图形处理器（GPU）中搭载 GDDR6X，以实现更快速度，满足沉浸式、高性能的游戏应用需求。

美光革新了 GDDR6X 的内存/GPU 接口，增强了下一代游戏应用中的复杂图形工作负载性能。GDDR6X 的突破性速度，为游戏玩家提供最高帧率和即时渲染的高分辨率，带给用户无延迟的高度真实感和沉浸体验。

美光率先在内存中应用创新的信号传输技术——四电平脉冲幅度调制（PAM4），变革内存的数据传输方式，实现了 GDDR6X 的突破性带宽。

176层3D NAND

再次，美光于今年开始出货全球首款 176 层 NAND，实现闪存性能和密度的重大突破，一举刷新行业纪录，使数据中心、智能边缘平台和移动设备等一系列存储应用得以受益，实现性能上的巨大提升。

该款 176 层 NAND 产品采用美光第五代 3D NAND 技术和第二代替换栅极架构，是市场上最先进的 NAND 技术节点。与美光的上一代大容量 3D NAND 产品相比，176 层 NAND 将数据读取和写入延迟缩短了 35% 以上，极大地提高了应用的性能。美光的 176 层 NAND 采用紧凑型设计，裸片尺寸比市场最接近同类产品缩小近 30%，是满足小尺寸应用需求的理想解决方案。

美光开创性地结合了堆栈式替换栅极架构、创新的电荷捕获技术和 CMOS 阵列下（CuA）  技术。美光的 3D NAND 专家团队利用专有的 CuA 技术取得了大幅进步，该技术在芯片的逻辑器件上构建了多层堆栈，将更多内存集成封装在更紧凑的空间中，极大缩小了 176 层 NAND 的裸片尺寸，提升了单片晶圆的存储容量。

同时，美光还将 NAND 单元技术从传统的浮动栅极过渡到电荷捕获，提高了未来 NAND 的可扩展性和性能。除了电荷捕获技术，美光还采用了替换栅极架构，利用其中的高导电性金属字线取代硅层，实现了出类拔萃的 3D NAND 性能。采用该技术后，美光将大幅度降低成本，继续领跑业界。

4. 能否介绍下贵公司在中国市场的发展情况？2020年中国市场有哪些突出表现？2021年针对中国市场又有哪些规划和布局？

Christopher Moore，美光科技移动产品事业部市场副总裁

在过去的两年中，美光科技真正致力于与存储和内存业务一起拓展我们在中国的移动业务。例如，我们已经扩展了产品线，包括了更多多芯片封装（MCP）产品，以更好地满足中国手机制造商的独特需求。全球排名前六位的手机制造商中有四家在中国，并且他们还在不断扩大自己在全球的市场份额。随着5G在中国的快速部署，这些OEM厂商正在采用更具差异化的解决方案，从而在5G市场中赢得竞争力。他们正通过采用更高的产品规格来实现更出色的用户体验，如高分辨率镜头和屏幕显示，以及数据密集型应用程序等，这些都需要更多、更快的内存和存储，同时具有更低功耗和更小封装尺寸，而这正是美光所长。中国的移动市场正处在令人兴奋的发展阶段，我们在这里看到了巨大商机。