三、未来技术趋势和挑战

数据密度、带宽能力和电源管理方面的持续改进仍然是内存和存储行业的优先事项。这些优先事项将通过新的创新材料和工艺技术，结合2.5D和3D支持的新计算架构和模式，以及更先进的系统芯片（SoC）和封装解决方案，实现持续的技术扩展。鉴于当今*先进的半导体解决方案的集成水平，这一研发工作还需要包括技术生态系统的关键要素。这一生态系统涵盖了美国国家实验室和学术界的核心研究、内在工艺能力的设备供应商、实现产品进步的异构封装创新，以及与产能增长保持同步的成本效益测试方法。

随着DRAM进入下一个开发阶段，由于该技术接近其基于当前确定的材料和工艺的基本物理极限，它将面临若干挑战。这些限制包括非常昂贵的极紫外（EUV）光刻，其需要显著的每比特成本缩放。当今*先进的设备和系统中的尖端DRAM是基于大约12纳米至15纳米的*小特征，这是由于DRAM的结构要求光刻能力超出*先进的逻辑要求。随着传统DRAM扩展的物理极限逼近，出现了颠覆性技术转型的机会，这将对行业动态产生重大影响。与NAND的开发类似，全球各地的研发人员都在努力通过迁移到3D来颠覆平面DRAM技术。虽然相当多的研发人员已经探索了取代DRAM的各种类型的内存技术，但没有一种技术能够在速度、可靠性和可扩展性方面与DRAM竞争。

NAND闪存体系结构已经迁移到3D，每一个连续的新一代3D NAND驱动器都会通过添加更多的存储层来增加位的面积密度，这也导致存储器阵列的横向缩放以增加对存储器位的接触，从而降低每个新3D节点提供的越来越便宜的存储器能力。与DRAM类似，随着行业发展到数百甚至数千层，工艺变得越来越复杂，单片3D NAND解决方案需要巨大的未来创新，以继续实现性能和成本的进步。

为了帮助确保存储器技术中比特密度缩放和/或比特成本降低的持续步伐，必须在基于替代存储机制的“新兴”和新存储器概念中加强额外的研究路径，还必须同时关注架构创新，以利用新内存技术所支持的功能，并*大限度地提高市场上终端应用的系统级性能和成本效益。这些新的存储器系统概念化，或逻辑存储器层次结构的重新构想，可以产生更高效的系统，该系统通过灵活使用存储器和逻辑器件进行优化，从而获得显著的系统级性能增益，避开当前的限制。

此外，还需要进一步投资开发新的芯片堆叠方法，即所谓的异构集成（HI），这也就需要多芯片键合和专用封装。这项技术将计算机体系结构中尚未统一集成的不同部分紧密结合在一起，从而提供了更高的信息传输速度和能耗降低。HI还允许实现对传统的线和焊球连接来说过于复杂和/或不切实际的新架构。