快閃記憶體仍如日中天，智慧手機消費型設備，例如平板電腦和智慧手機，強勁地推動了快閃記憶體及整個半導體市場。未來幾年，平板電腦的市佔率將不斷增加，目前最常見的快閃記憶體類型是 NAND，一位市場分析師預測：2011 至 2015 年之間， NAND的市場複合年增長率將達到 7%。

三星已發表PCM產品

技術方面，記憶體密度因採用 25nm 及以下製程技術，讓製造商能進一步擴大優勢。領先的 NAND 快閃記憶體製造商開始用 20-30nm 範圍的技術生產 64Gb記憶體，並加速使用創新的記憶體架構和結構，以滿足高密度需求。例如SanDisk 和 Toshiba 今年早些在ISSCC（國際固態電路會議）發表的一篇論文，詳細介紹了採用 19nm 3 位元/單元技術的 128Gb 的 NAND 快閃記憶體設備。

Flash的替換技術

儘管短中期內快閃記憶體繼續縮小，但長期來看在獨立和嵌入式應用中，仍然有可能替換的持續需求。競爭者包括半導體公司、研究機構和大學目前正在研究的30 多種不同的非揮發性記憶體技術，一些技術已有小批量出貨。四種領先的技術提供了多方面勝過快閃記憶體的優勢，如讀/寫速度快 100倍、可寫次數明顯更高，它們是相變記憶體（PCM或PRAM）、鐵電隨機存取記憶體（FRAM 或 FeRAM）、磁阻隨機存取記憶體（MRAM）以及電阻型隨機存取器（RRAM 或 ReRAM），簡介如下：

1. PCM

PCM 利用硫系玻璃的特性，能夠在四種不同狀態之間切換：結晶、非晶和兩種部分結晶狀態。切換是可能的，因為電流通過玻璃時產生的熱量會改變物質的狀態。由於 PCM可以產生多達四種狀態，所以儲存容量能增倍，每個單元提供兩位元。不同狀態的電阻係數大相徑庭，例如，高電阻非晶狀態可以代表一個二進位“0”，低電阻結晶狀態可以代表“1”。

PCM 的主要缺點是高溫靈敏性。它也會隨著使用而退化，但速度比快閃記憶體慢得多，快閃記憶體有大約 5000 次寫入的額定值，而 PCM 則有大約 1 億次。 PCM 可以提供高性能，尤其是在那些寫入密集的應用中，因為它的切換速度快，單個位元更改無需先擦除塊，且目前能夠縮小到 40nm。

美光科技和三星電子目前正在爭相生產首個 1Gb 的 PCM元件，三星電子目前已做出一個手機的非快閃記憶體相容的512 Mbit 的PRAM。

2. FRAM

FRAM 的結構與 DRAM 相似。 DRAM 包括 一個電介質存取電晶體和一個基於電容器的儲存節點，而 FRAM 使用鋯鈦酸鉛 (PZT) 之類的。鐵電材料形成鐵電電容器，整合到存取電晶體的柵極體中。鐵電材料的晶體結構可以形成半永久的電偶極子，按外電場的方向自動排序，並在電場去除後保持這種極化。這允許讀/寫操作都可以隨機存取每個位元，使用每個單元都可行的兩種可能極化，二進位儲存“0”和“1”。

FRAM 功耗更低，寫入性能更快，且寫入次數遠非快閃記憶體可比。 缺點包括：較低的儲存密度、儲存容量的限制和較高的成本。

Fujitsu 已發佈了專為替代工業、工廠和低功耗應用中的快閃記憶體和 SRAM 而設計的 FRAM 設備，而德州儀器(TI)正在逐漸開始提供基於 FRAM 的微控制器。

3. MRAM

MRAM 使用兩個鐵磁板形成的磁鐵記憶元件，每個都有磁場，由一個薄絕緣層隔開。最簡單的單元結構是旋轉閥配置。一塊板是固定極性的永久磁鐵，另一塊板具有可以變化以匹配外部磁場的磁場。位元的儲存方法是兩塊相同極性的板代表“1”，兩塊相反極性的板代表“0”。 這些單元的網格形成記憶體設備。該技術不僅有望替代快閃記憶體，還可能替代DRAM 和 SRAM 記憶體。但是，由於外部直流磁場導致長期施加的扭矩所帶來的干擾，MRAM 非常敏感。

從飛思卡爾半導體分離出來的公司 Everspin 預計在 2012 年生產數百萬片MRAM，但市場現在更期待稱作 SST-MRAM（旋轉傳輸扭矩 MRAM）的第二代 MRAM 技術。這項技術使用隧道阻擋層替換了絕緣層，並使用自旋排列（極化）電子。主要優點是減少了寫入所需的電流，使它的速度可與讀取過程相比，並使高密度成為可能；但必須保持旋轉的連貫性，且高速操作仍需要使用較高的電流。 目前，該技術有望用於小於 65nm 的設備，使用正在研究的新複合結構。

4. RRAM

電阻型 RAM基於電阻元件材料的電子切換（感應電流或電壓)，介於兩種穩定的電阻狀態（低/高）。 它通過氧化物絕緣體的突然傳導完成此切換。 RRAM 通過兩個操作在兩種電阻狀態之間切換：RESET 從低電阻狀態恢復高電阻狀態；SET 產生相反的轉變。

RRAM 可以縮小到 300nm 以下，一項基於氧化物的 RRAM的研究甚至表明 2nm 級別也可能會發生氧運動。 研究機構 IMEC 預計，帶層疊結構的 RRAM 設備能以 11nm 的規格進入市場，“SONOS”快閃記憶體作為在 17-14nm 節點的中間級。

RRAM 使用最小的能耗提供亞納秒切換，並提供資料穩定性同時可承受高溫和迴圈磨損。這種穩健性為包括汽車和嵌入式應用在內的市場提供了新機會。舉例說，Elpida 已開發出了 RRAM 原型，目標是在 2013 年開始批量生產，使用提供十億位元容量的設備並基於 30nm 製程。

終點尚未看到…

然而，上述四種技術均未取得大批量產的突破，目前僅限於小眾市場。快閃記憶體很可能會進一步縮小至少幾代，因此在我們可以說“王者已逝，萬歲…！”之前，還會有很長一段時間。

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