如果到时候闪存产品的尺寸无法缩减，那么厂商的赢利就得缩减了。到目前为止，已有多家公司开始测试新材料和半导体设计，他们在不断寻找方向，要么继续增强闪存的生命力，要么开发新的替代产品。

    芯片业巨人正在研制Ovonics Unified Memory，它使用与DVD碟片相同的的材料。而摩托罗拉公司则在探索硅纳米晶体（Silicon Nanocrystals），其用硅原子栅格代替了半导体内部的固态层。硅纳米晶体芯片预计会在2006年投放市场。

    其它正在开发进程中的可替代产品有：magnetic RAM（MRAM），磁荷随机存储器(MRAM， Magnetic RAM)，它并非磁性材料，而是利用利用磁荷来储存数据；ferroelectric RAM (FeRAM)，铁电体存储器，其构造与DRAM相类似；以及polymer 存储器，其原料也用于制造液晶屏幕。

    斯坦福大学电机工程学院的副教授 Tom Lee认为，标度定律（scaling laws）并不适合于闪存产品。他也是Matrix Semiconductor 的创建者之一，该公司研制的3D存储芯片提供与闪存类似的功能。他指出，目前行业内出现不安的情绪，就好像厂商的利润开始走低了一样。

    但行业内部对未来该领域市场走向的看法分歧很大。部分认为明年开始将会有闪存的替代产品出现在市场上，而部分则认为由于替代产品的本身固有限制和缺点，将至少在十年以内无法动摇闪存在该市场领域的统治地位。

    此外，科技工作者的智慧与创造力将再一次验证摩尔定律（Moore's Law），闪存产品将a在不断研发过程中推陈出新不断发展。

    那么闪存是否真的不会被淘汰那？摩托罗拉公司存储设备经理 Min Chang 透露，65纳米芯片制程将在2005年进入实际生产，该制程将运行厂商制造更小尺寸的闪存芯片，但采纳这一技术也会相当痛苦。他指出，制造工艺很难满足处理器技术发展的需要。业内厂商投入上亿美元的资金来应对未来的挑战。产业预报闪存营收将在今年达到130亿美元，而2002年的营收位77亿美元。到2007年，闪存行业的总产值将达到43亿美元。

    由于闪存能够在断电的情况下仍能保存数据不丢失，因此它是各种相关设备（诸如手机、手持电脑、数码相机等等）的关键部件。

    到2004年，闪存总产值将与DRAM并驾齐驱，到2006年将超越DRAM产品。消费市场对存储容量的要求每年要翻两翻。

    由于闪存产品带来的客观利润，让业内厂商不得不反复盘算。把赌注押在NAND闪存产品的三星公司从2001年的第八大闪存制造商跃居为2002年的第二大厂。与市场消费成反比例的是，每年同等容量产品的价格要降低一半，因此支持错误的技术将带来惨重的损失。

    专家们经常要从技术角度提到闪存本身是电子产品，也就是说它依靠电流来存储数据，它与DRAM产品不同之处在于，DRAM在掉电以后丢失所有的数据，而闪存则不会。 Flash Memory在控制闸（Control gate）与通道间却多了一层物质，称之为浮闸（floating gate）。拜多了这层浮闸之赐，使得Flash Memory可以完成三种基本操作模式，亦即读、写、擦除，就算在不提供电源给内存的环境下，也能透过此浮闸，来保存数据的完整性。而闪存能够进行擦写的特性则可支持上百万次的数据写入且不产生错误。

    闪存卡制造商SanDisk公司首席执行官 Eli Harari说到，这就好像是瓶子里的水，当你倒入水后，水位就一直保持在那里，直到你再次倒入或倒出。

    闪存的进一步缩小尺寸要从绝缘层上想办法，但这也将带来问题。因为按照目前工艺，这一二氧化硅封装层大概有90埃（angstroms）厚度，一埃的厚度为亿分之一米，如果将其厚度缩减为80埃，其后果是可能导致电压超出器件所能承受的极限，因而出现数据损坏或丢失。

    此外，如果芯片尺寸过小，那么工作于某个存储单元的电压将可能影响邻近的存储单元－导致的结果仍将造成数据的错误记录。

    目前这一问题尚能得到有效控制，但在2007年开始，由于部件尺寸将基于45纳米制程，上述问题将变得突出而且棘手。

    悬而未决的技术问题会造成直接的经济影响。比如说Intel，到目前为止该公司采用各种技术手段来缩小芯片尺寸，每一次的制程升级都进一步降低了总体制造成本，并增加了单位晶圆的芯片产出量。

闪存之解决方案

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    Lai先生说，早期的实验显示芯片尺寸在45纳米的关卡上只能减小35-40%。他同时补充，Intel很可能会克服这些问题，并实现50%的尺寸缩减，而摩托罗拉的Chang先生和其他人并没有这么乐观。

    同时，三星、东芝、SanDisk以及其它一些厂商称，把精力集中在NAND闪存上，他们能够跨越45纳米障碍。到目前为止，“闪存”这个术语已经成了NOR闪存的同义词，NOR闪存是Intel和AMD制造的一种闪存。不过近几年NAND闪存更为流行，2002年它占领了20%的市场。

    三星市场部的副主管Tom Quinn说：“NAND和NOR之间真正的战场是移动电话领域。NAND的单元尺寸更小，也更容易扩展。 不过不支持NAND的人也指出NAND的未来也面临着困难：随着时间的推进，密度、电池消耗和速度都会成为问题。

    闪存之解决方案
最终，材料和体系结构的变化是必须的。不幸的是，这两方面都还没有成型。

    Intel的CTO Pat Gelsinger说：“没有人能够提出其它可行的存储技术。每个人都能改进一点，但是没有谁能够重建新的产品体系”。

    AMD准备在其MirrorBit闪存芯片生产线中加入每存储单元4比特信息的方案。传统的闪存每个单元保存一比特，而价格高一点的可以保存两比特。把这个数字增加到4以后，公司不必缩减尺寸就能够获得尺寸缩减的经济利益。

    AMD存储器部门的工程副主管Mike VanBuskirk说：“这不是一次平滑的前进，它可能推迟45纳米技术前进的脚步。”

    Intel和SanDisk生产每单元2比特的存储器，他们对上述4比特产品持批评态度：可以证明在4比特存储单元里用电进行信号发送是有问题的，因为比特数增加后，更难区分“1”和“0”的16种组合。

    摩托罗拉提出的方案是纳米晶体硅（silicon nanocrystals）。在这份计划中，晶体栅格取代了绝缘层的二氧化硅。虽然硅传统上是电导体，不过在这些层面上原料的量子性质起了作用，它成了绝缘体，能够吸引电子。摩托罗拉能够缩减绝缘体的尺寸，单元尺寸因此得以缩减。

    Chang先生说：“我们认为我们用一半的面积就能达到同样的密度。”他说，2005年样品就能发货给主要的客户，六个月后就能投入批量生产。SONOS（silicon-oxide-nitride-oxide-silicon，硅氧化氮氧化硅）也是一个选择，它使用了氮化硅，摩托罗拉的实现室也在从事该方向的研究。

    纳米晶体硅的得到的关注如何？现在，摩托罗拉是少数几个积极着手其研究的公司之一。

    同时，Intel也在开展有关Ovonics Unified Memory（奥弗英斯基电效应统一存储器）的实验，这节能技术与传统闪存的差别在于它不是建立在受吸引电子的基础上。相反，硫基片上的微观粒子被迅速加热。它们要么结晶要么不结晶，具体形式依赖于它们冷却的速度。不结晶和结晶部分呈现出不同的电阻，这种差别可以用于表示“1”和“0”。

    Lai先生暗示Intel把更多的精力投入到Ovonics上，而不是象AMD一样投入到4比特单元上。他说：“我们已经取得可可喜的进展。现在的问题是如何才能把成本降到很低。”不过还有一个问题，就是需要把温度维持在华氏600度的高温。

    然后就是PFRAM存储器（polymer ferroelectric RAM），也称为“塑料”存储器。根据这项技术计划，数据记录材料层被堆叠到3D芯片上。由于是加高而不是扩展，厂商就可以从一个晶片上获得更多的芯片，这样可以大大降低成本。此外，使用现有的光刻工艺生产不会花费太多成本，所以让现有的厂家采用它也比较容易。

    除了Matrix，Intel和AMD也在研究polymer存储器。问题是polymer存储器的记录速度很慢。此外，该技术现在的水平还无法删除和重新记录数据，因为a微观放电会在Matrix开发的芯片上烧一个洞。该公司把其第一个商业芯片的推出时间从2002年推迟到2003年。

    还有其它一些可选的方案，比如FeRAM 和MRAM。FeRAM耗电很少，它已经获得了德州仪器的认可。MRAM已经获得了不同公司的支持，同时这一趋势会另人信服地一直持续下去。

    不过Detractors认为两项技术都比较庞大。MRAM通过控制捕获电子的自旋来存储数据，它的另外一个缺点是需要由计算机来检测这种自旋产生的电阻所发生的微小变化。

    不管是基于原有的体系结构还是崭新的方案，所有可选的闪存技术必须面临已经注入现有生产过程的巨额投资的挑战。最终，厂商可能会选择那些不会超过资金底线的技术。

    Lee说：“如果有资金投入该产业，工程师会让它成为现实。”

    注：每个内存晶片是一个由微小cell(芯片单元)所组成的矩阵。每一个cell储存一位或两位元的资料，内存晶片常以能够储存的资料数量来表示，称为晶片密度。