新兴存储器来袭，NOR Flash 的替代之路已开启

在半导体产业的发展进程中，磁阻随机存取存储器（MRAM）和电阻随机存取存储器（ReRAM）等新兴存储器正崭露头角，它们不仅有望在太空和国防等专业应用领域发光发热，在汽车应用领域也展现出巨大的潜力。

近期，MRAM 制造商 Everspin Technologies 宣布推出符合汽车可靠性标准 AEC - Q100 的新型 MRAM 产品。同时，Weebit Nano 也宣布其电阻式随机存取存储器（ReRAM）模块已完成 AEC - Q100 标准 150°C 运行评估。AEC - Q100 是由汽车电子委员会（AEC）制定的标准，它详细定义了汽车电子产品的通用元器件资格认证和质量体系标准，其中包含一套针对集成电路的资格认证测试序列。

Everspin 最新的高可靠性分立 MRAM 产品是其 “PERSYSTEMxxLX” 产品系列的扩展，涵盖 “EM064LX HR” 和 “EM128LX HR”。该设备的工作温度范围为 - 40°C 至 125°C，这一特性使其非常适合汽车应用，同时也满足了航空航天、国防以及恶劣工业环境中对持久高速内存日益增长的需求。NVIDIA 高级营销总监 Joe O'Hare 在接受 EE Times 采访时指出，MRAM 的需求主要来自汽车应用，汽车需要能够承受极端温度的高可靠性内存组件；此外，低地球轨道卫星（LEO）的快速发展也需要能够承受恶劣操作环境（包括耐辐射）的内存。

从市场替代角度来看，目前 MRAM 最有可能取代的存储器是 NOR 闪存。NOR 闪存目前面临着扩展和密度方面的限制，而 MRAM 的高写入速度降低了实时应用的系统开销，且其架构更简单。不过，虽然 AEC - Q100 是汽车标准，但 Everspin 更专注于太空探索应用，其太空领域的客户推动了最新 PERSYST MRAM 产品的规格制定。

与此同时，Weebit Nano 也瞄准汽车领域，推出嵌入式 ReRAM 作为 NOR Flash 的替代品。该公司采用半导体制造商 SkyWater Technology 的 130nm CMOS 工艺的 ReRAM 模块完成了 AEC - Q100 150°C 运行评估。Weebit Nano 营销和业务开发副总裁 Eran Briman 表示，JEDEC 针对不同温度 / 耐久性水平的非易失性存储器制定了一套标准，但对于汽车而言，AEC - Q100 是黄金标准。获得 AEC - Q100 认证是因为汽车制造商所需的工艺节点在 28 纳米至 16 纳米范围内的进展速度比物联网和其他连接设备快得多，汽车微控制器的普及正在加速，28nm 以后，闪存将无可替代。而且，符合汽车要求意味着非易失性存储器也能满足消费者、工业和物联网应用的需求。汽车 ReRAM 的机遇在于软件定义的汽车，这些汽车需要定期进行无线（OTA）更新，就像拥有强大处理能力的 “车轮上的电脑”，这些定期更新需要具有更高耐用性的非易失性存储器。

然而，新兴存储器的发展并非一帆风顺。Objective Analysis 首席分析师 Jim Handy 指出，可靠性对汽车存储器客户非常重要，但也引出了一个问题：对他们来说，可靠性比低价更重要吗？在许多情况下，从价格角度来看，NAND 闪存仍然是最佳选择。而且，目前 MRAM 的来源非常少，这是其进入市场的一大挑战。对于空间应用，MRAM 的可靠性和抗辐射性很重要，而 ReRAM 具有更高的可靠性，并且能够更好地承受极端温度。新兴存储器面临的最大挑战还是成本，尽管从技术上讲它优于现有的内存，但现有产品的价格更便宜，任何新兴存储技术都需要在成本上至少与竞争技术匹敌，才能在市场上站稳脚跟。

新兴存储器 MRAM 和 ReRAM 凭借其独特的优势，在汽车和太空等领域展现出巨大的潜力，但要完全取代 NOR Flash 等现有存储器，还需要在成本、市场供应等方面克服诸多挑战。未来，半导体产业将持续关注这些新兴存储器的发展动态，它们的普及之路值得期待。