2025非易失性（NVM）存储技术分析

新兴的非易失性存储器（NVM）市场正进入以嵌入式应用为主导的新增长阶段。到 2030 年，该市场总收入预计将达到 36 亿美元，2024 年至 2030 年期间的复合年增长率（CAGR）约为 45%。

尽管随着英特尔（Intel）退出 3D XPoint 领域，独立式（stand-alone）产品的发展势头有所减弱，但嵌入式技术（如嵌入式磁阻式随机存取存储器 eMRAM、嵌入式相变存储器 ePCM 和嵌入式电阻式随机存取存储器 eRRAM）却在可穿戴设备、物联网（IoT）设备、连接设备以及边缘人工智能（edge-AI）设备中获得广泛关注，且在汽车和工业市场的应用速度正不断加快。

嵌入式非易失性存储器（Embedded NVM）的收入预计将从 2024 年的 1.4 亿美元增长到 2030 年的 33 亿美元以上；晶圆产量将从 2024 年约 8 千片 / 月（KWPM）扩大到 2030 年的 13 万片 / 月以上，复合年增长率约为 59%。

在微控制器（MCU，包括安全集成电路）、模拟集成电路（analog ICs）、显示驱动器以及其他设计等大批量应用场景的推动下，嵌入式电阻式随机存取存储器（eRRAM）有望成为主流的新兴非易失性存储器。

在 28 纳米及以下制程的微控制器（MCU）领域，嵌入式非易失性存储器的应用正逐步兴起 —— 由于该制程缺乏具备成本竞争力的嵌入式闪存（eFlash）解决方案，这为嵌入式非易失性存储器创造了明确的市场机遇。2024 年，嵌入式非易失性存储器在微控制器出货量中的占比仅约为 4%，但预计到 2030 年这一渗透率将达到约 24%。

这一增长趋势将由电阻式随机存取存储器（RRAM）推动：作为一种具备可扩展性且性价比高的嵌入式闪存替代方案，RRAM 将与针对性部署的磁阻式随机存取存储器（MRAM）和相变存储器（PCM）形成互补。

汽车领域仍将是嵌入式非易失性存储器的主要应用板块；与此同时，2025 年将成为安全集成电路（受英飞凌 Infineon 推动）和工业级微控制器强劲增长的起点，瑞萨电子（Renesas，其产品 RA8P1）、新唐科技（Nuvoton）等新入局企业预计将加速该技术的应用普及。不过，由于 28 纳米以下制程设计的稀缺性，消费电子领域对嵌入式非易失性存储器的需求量预计仍将保持有限。

IDM推动嵌入式非易失性存储器（eNVM）突破平面 CMOS 技术，迈向 10 纳米级鳍式场效应晶体管（FinFET）节点，中国则进入早期产业化阶段

随着代工厂与集成器件制造商（IDM）推动技术突破 28/22 纳米平面 CMOS 工艺，迈向 10 纳米级鳍式场效应晶体管（FinFET）节点，嵌入式非易失性存储器（eNVM）的技术路线图正快速推进。台积电（TSMC）凭借嵌入式磁阻式随机存取存储器（eMRAM）与嵌入式电阻式随机存取存储器（eRRAM）的大批量生产，已确立明确的领先地位，且正为 2025 年及以后的市场布局 12 纳米 FinFET 工艺的电阻式随机存取存储器（RRAM）与磁阻式随机存取存储器（MRAM）。

三星（Samsung）、格芯（GlobalFoundries）、联电（UMC）及中芯国际（SMIC）也在加速 MRAM、RRAM 与相变存储器（PCM）领域的研发进程，其技术路线图既瞄准通用型微控制器（MCU），也覆盖汽车等高性能应用场景。意法半导体（STMicroelectronics）是目前唯一全力投入 PCM 研发的 IDM 企业，正逐步扩大面向工业级与汽车级微控制器的嵌入式 PCM 解决方案的产能。

与此同时，嵌入式内存内计算与近内存计算（IMC）技术也日益受到关注，TetraMem 等初创企业以及与 SK 海力士（SK hynix）的合作项目均展现出良好发展势头。中国非易失性存储器（NVM）产业格局也在持续演变，行业重心正从学术原型研发转向早期产业化。真存科技（Truth Memory）、忆芯科技（InnoMem）、海康存储（Hikstor）、融易通（Reliance）等本土企业正推进 MRAM 与 RRAM 技术研发，中芯国际则在扩大嵌入式与分立型 NVM 的产能规模。值得关注的里程碑事件包括高压电阻式随机存取存储器（HV-RRAM）实现量产，以及 Numemory 等初创企业推出新兴的存储级内存（SCM）产品。

RRAM成为主流 “够用即优” 的解决方案，相变存储器（PCM）与磁阻式随机存取存储器（MRAM）则定位高端高要求应用场景

嵌入式电阻式随机存取存储器（RRAM）正逐渐成为用途最广泛、性价比最高的 “够用即优”（good enough）选择，在汽车、安全集成电路（secure ICs）、射频系统级芯片（RF SoCs）及显示驱动器等领域的应用不断增加。英飞凌（Infineon）采用台积电（TSMC）技术的 28 纳米 Aurix 系列微控制器（MCU），已证实了 RRAM 在汽车领域的应用可行性。

在先进双极型 - 互补金属氧化物半导体 - 双重扩散金属氧化物半导体（BCD）节点的模拟集成电路（analog ICs）领域，RRAM 也成为主流候选技术。台积电、格芯（GlobalFoundries）、联电（UMC）及安森美（onsemi）等企业，正针对电源管理、传感器及通信设备，开发 65-22 纳米制程的 RRAM 应用平台。RRAM 兼具低成本、高可扩展性及适配模拟集成电路的特性，这使其成为嵌入式闪存（eFlash）的主流替代技术，在先进 BCD 节点领域表现尤为突出。凭借这些竞争优势，RRAM 有望在本十年结束前，成为嵌入式领域应用范围最广的技术之一。

嵌入式磁阻式随机存取存储器（MRAM）已在消费电子和边缘设备中获得关注，应用场景从早期的可穿戴设备、物联网（IoT）设备，逐步拓展至边缘人工智能（edge AI）领域。MRAM 具备出色的速度、耐久性与可扩展性，加之可靠性高、功耗低的特点，在汽车领域的应用率正不断提升。不过，MRAM 仍面临诸多挑战，包括磁抗干扰性问题、额外的屏蔽成本，以及在多样化应用场景中可扩展性有限等。尽管部分企业正转向嵌入式电阻式随机存取存储器（eRRAM）以解决这些问题，但对于汽车微控制器（MCU）这类设备安装位置可预测的明确应用场景，MRAM 依旧具备极高的适配性。

嵌入式相变存储器（PCM）的发展仍主要由意法半导体（STMicroelectronics）推动。其 xMemory 解决方案能为汽车级 MCU 提供高密度（最高 40-60MB）存储与高稳定性；而与三星代工厂（Samsung foundry）联合开发的 18 纳米全耗尽型绝缘体上硅（FDSOI）制程 PCM 技术，将在 2025 年后推动 PCM 向工业及通用市场拓展。PCM 具备存储单元尺寸小、在恶劣环境下数据保持能力强的优势，这使其在汽车级应用场景中极具吸引力。