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相變存儲(chǔ)器(PCM)是一種獨(dú)特的非易失性存儲(chǔ)技術(shù),其利用特殊材料(如硫族化合物)在晶態(tài)和非晶態(tài)之間的導(dǎo)電性差異來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。特殊材料在特定條件下能夠在固態(tài)和液態(tài)之間轉(zhuǎn)變,通過(guò)精確控制這種相變過(guò)程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和讀取。
由于PCM技術(shù)以其高速、低功耗和緊湊性在存儲(chǔ)行業(yè)占據(jù)重要地位,被應(yīng)用在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子等領(lǐng)域,并被視為未來(lái)存儲(chǔ)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。
相變存儲(chǔ)器發(fā)展歷程
相變存儲(chǔ)器行業(yè)可以分為兩個(gè)階段,萌芽期(2003-2011年),中國(guó)研究院和企業(yè)陸續(xù)開(kāi)始研究相變存儲(chǔ)器,同時(shí)行業(yè)實(shí)現(xiàn)初步探索到技術(shù)突破;啟動(dòng)期(2012年至今),中國(guó)實(shí)現(xiàn)相變存儲(chǔ)器技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化,并提升其市場(chǎng)影響力與商業(yè)價(jià)值。
相變存儲(chǔ)器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料供應(yīng)環(huán)節(jié),主要包括硫系化合物、稀有金屬、硅片、光刻膠、拋光材料、電子氣體等;產(chǎn)業(yè)鏈中游為芯片設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié),主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)相變存儲(chǔ)器;產(chǎn)業(yè)鏈下游為應(yīng)用環(huán)節(jié),主要包括電子產(chǎn)品、智能家居、醫(yī)療器械、交通物流、安防監(jiān)控、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。[
相變存儲(chǔ)器行業(yè)規(guī)模
2018年—2023年,相變存儲(chǔ)器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由0.07億美元增長(zhǎng)至0.71億美元,期間年復(fù)合增長(zhǎng)率59.01%。預(yù)計(jì)2024年—2028年,相變存儲(chǔ)器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由1.08億美元增長(zhǎng)至7.54億美元,期間年復(fù)合增長(zhǎng)率62.50%。
中國(guó)智能手機(jī)出貨量增長(zhǎng),作為相變存儲(chǔ)器市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一。中國(guó)智能手機(jī)需求復(fù)蘇,帶動(dòng)手機(jī)行業(yè)迅速發(fā)展。2023年,中國(guó)手機(jī)總體出貨量累計(jì)達(dá)2.9億部,同比增長(zhǎng)6.5%。特別值得一提的是,其中智能手機(jī)出貨量達(dá)2.8億部,同比增長(zhǎng)4.8%,占手機(jī)出貨總量的95.6%。隨著智能手機(jī)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和消費(fèi)者對(duì)于高性能、大容量存儲(chǔ)的需求增長(zhǎng),相變存儲(chǔ)器以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如高讀寫(xiě)速度、大存儲(chǔ)容量以及非易失性特性,在智能手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸受到重視。
在智能手機(jī)中,PCM可在不降低性能的前提下,實(shí)現(xiàn)更大的存儲(chǔ)容量和更低的功耗。通過(guò)作為主存系統(tǒng)的一部分,與傳統(tǒng)的DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)結(jié)合使用,克服PCM在寫(xiě)性能和寫(xiě)壽命方面的限制,并補(bǔ)償DRAM在刷新功耗方面的不足。這表明智能手機(jī)市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,推動(dòng)對(duì)相變存儲(chǔ)器的需求增加。
中國(guó)安防行業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)相變存儲(chǔ)器的需求。2023年,中國(guó)安防行業(yè)產(chǎn)值達(dá)10,100億元,同比增長(zhǎng)6.8%。其中,工程類(lèi)產(chǎn)值為5,702億元,占比最高達(dá)56%,同時(shí)產(chǎn)品類(lèi)產(chǎn)值為2,904億元,占比29%。
特別的是,運(yùn)維類(lèi)產(chǎn)值增長(zhǎng)迅猛達(dá)1,494億元,同比增長(zhǎng)39.6%。相變存儲(chǔ)器以其高速讀寫(xiě)、長(zhǎng)壽命、低功耗及高可靠性等特點(diǎn),在安防領(lǐng)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索分析、環(huán)境適應(yīng)性以及數(shù)據(jù)安全隱私保護(hù)等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
例如,部署在室外或惡劣環(huán)境中的安防設(shè)備,需適應(yīng)各種溫度和濕度條件。由于相變存儲(chǔ)器的工作溫度范圍較廣,可適應(yīng)不同的環(huán)境條件,進(jìn)而確保安防設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行??梢?jiàn),安防行業(yè)的快速發(fā)展促進(jìn)相變存儲(chǔ)器行業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)。