相变存储器（PCM）市场规模——按器件、应用、最终用户环境划分——全球预测，2025-2034年

相变存储器市场规模

根据Global Market Insights Inc.最新发布的报告，2024年全球相变存储器市场规模达5.647亿美元。预计市场将从2025年的7.09亿美元增长至2034年的61.8亿美元，预测期内复合年增长率为27.2%。
 

随着对高速、非易失性存储器解决方案的需求增加，PCM市场正在快速增长。这些存储器结合了DRAM级性能和闪存级持久性，在AI、大数据和边缘系统中，其吞吐量、能效和数据保留能力至关重要。
 

向嵌入更大、更快的非易失性存储器块的架构设计转变正在加速PCM在未来存储器层次中的作用。例如，STMicroelectronics将其嵌入式PCM（ePCM）技术描述为在相同节点尺寸下，相比传统闪存基础eNVM，性能功耗比提高超过50%，非易失性存储器尺寸缩小2.5倍，数字密度提高3倍。这一驱动因素通过实现更丰富的固件、AI/ML代码占用空间和持久缓存或内存计算能力，推动了PCM的采用，增加了对高性能、片上存储器解决方案的需求。
 

汽车电子、电动汽车（EVs）和自主系统等行业正在快速采用先进存储器技术，以支持空中下载（OTA）更新、复杂域控制器、传感器融合和实时数据记录。PCM特别适合，因为其具有保留能力、高温耐受性和嵌入式非易失性特性。例如，STMicroelectronics的汽车MCU产品组合（"Stellar"系列）采用嵌入式PCM，被描述为提供可扩展的存储器升级和未来化的车辆电子架构。
 

这一驱动因素正在加速PCM在高端汽车微控制器和域控制器中的集成，增加每单位存储器内容，并产生更高价值的部署。
 

PCM的作用还通过整合到混合存储器架构和存储类存储器解决方案中扩大，填补DRAM和NAND之间的差距，提供更接近处理器的持久存储器，并为AI、边缘和云系统启用新的系统级架构。例如，Rambus公司与IBM公司合作，宣布混合存储器系统架构，结合DRAM和新兴存储器（包括PCM）以应对未来高存储密集型AI和数据中心工作负载。
 

这一趋势正在扩大PCM在多层存储器层次中的应用，推动混合模块、存储类存储器和持久存储器市场的需求。材料工程、单元架构、3D/堆叠PCM单元技术和工艺节点缩放等方面的最新进展正在加速PCM的性能、密度和能效。这些创新使PCM更适合大规模应用。
 

例如，STMicroelectronics表示，其18nm和28nm节点的ePCM实现了高温保留、辐射硬化、汽车级认证和最高+165°C的运行。此类技术进步正在将PCM推向汽车、工业耐用化和边缘计算等此前无法进入的市场，推动采用并扩大部署规模。

相变存储器市场趋势

• 一个显著的趋势是向混合存储架构和SCM解决方案发展，这些解决方案利用PCM与DRAM/NAND架构结合，以缩小性能和持久性之间的差距。企业存储系统中正在开发基于PCM的SCM模块，在这些系统中，非易失性和高速性能同等重要。这一趋势通过实现更快的恢复、持久缓存和提升系统弹性，优化了数据中心和边缘系统的性能。
   
• 凭借这一能力，PCM不仅被视为嵌入式NVM的替代品，还作为存储层次结构中的一层，使其能够在数据密集型应用中减少延迟、功耗和成本，从而实现新的系统架构。PCM在汽车电子、电动汽车和自动驾驶系统中的应用日益增加，这些领域对抗压能力强且需要非易失性快速存储。例如，正在开发符合汽车标准的PCM单元，以抵抗高温和振动，从而在车辆中实现实时日志记录、域控制器存储和空中固件更新。这一趋势提升了每辆车的存储容量，并支持新的安全、ADAS和自动驾驶功能。
   
• 通过满足汽车级要求，PCM正在汽车中逐步取代传统的闪存/NAND解决方案，加速了这一高增长垂直领域的部署，并提高了每个系统的存储价值。另一个趋势是持续进行的材料工程和3D/堆叠单元技术，PCM在硫系合金、纳米结构、垂直堆叠和先进封装等方面的创新推动了更高的密度、每比特更低的能耗和更好的可扩展性。例如，研究表明，在超薄相变层中管理界面热阻可以将复位能量降低约40%-50%。这些改进使PCM在大规模应用中更具商业可行性，超越了小众市场。
   
• 随着这些技术的成熟，每比特成本下降，使PCM能够在大规模市场与主流存储类型竞争，并为消费电子和边缘设备开辟新的应用空间。PCM市场还出现了在AI、大数据和边缘系统中的部署趋势增加，这些系统需要高速、非易失性存储，具有低延迟和高耐久性。例如，PCM被视为高性能计算中“持久存储”的候选方案，以及混合计算存储模块和内存计算。
   
• 通过实现接近DRAM的速度和非易失性，PCM支持实时分析、本地AI推理和边缘处理，从而显著扩大了其市场潜力。通过与边缘基础设施和数据密集型工作负载保持一致，这一趋势扩大了PCM的可地址市场，并将其定位为未来计算架构的关键推动者。
   
• 在物联网和消费电子领域，低功耗、始终开启的存储趋势日益明显，PCM的非易失性、高耐久性和低待机功耗优势，使其比普通存储选项更具优势。例如，某些PCM技术路线图突出了极低的每比特能耗操作和更好的保持性能，使其非常适合可穿戴设备、传感器节点和智能设备平台。
   
• 这一趋势支持PCM在广泛的物联网/消费生态系统中的采用。随着设备制造商寻求集成更智能、更连接、更节能的电子产品，先进存储如PCM的可用性成为一个差异化因素，使其能够实现更小的尺寸、更低的功耗和更长的设备寿命。
   

相变存储器市场分析

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根据设备类型，全球相变存储器市场分为1T1R（单晶体管单电阻器）设备、交叉点阵列设备和3D堆叠设备。2024年，1T1R（单晶体管单电阻器）设备细分市场占据了43.2%的市场份额。
 

• 2024年，1T1R（单晶体管单电阻器）设备细分市场在PCM市场中占据最大份额，原因在于其成熟、易于理解的架构、高可靠性以及与标准CMOS工艺的高效集成。这种架构使得开关行为可预测、漏电低且写入/读取操作控制有效，使其非常适合嵌入式应用、消费电子和汽车存储模块。其简单性、成本效益以及与现有生产线的兼容性支持其在需要非易失性、高速存储器的各种领域的广泛采用。
   
• 制造商正在优化1T1R设备，以提高其耐用性、能效和密度。如减小单元尺寸、改善热管理和优化编程方案等改进措施，对于满足边缘设备、AI加速器和工业应用中对低延迟存储器的需求至关重要。与半导体代工厂和存储系统集成商的战略合作，可以进一步加速其在高容量消费和企业细分市场的采用。
   
• 预计2025年至2034年，3D堆叠PCM设备细分市场将成为增长最快的细分市场，原因在于对高密度、高能效和高速存储器解决方案的需求不断增加。通过垂直堆叠多层PCM，3D架构在保持低功耗和快速读写性能的同时，实现了单位面积内的显著更高存储容量。这使其非常适合AI、大数据、边缘计算和汽车应用，在这些应用中，性能功耗比和密度至关重要。
   
• 制造商正在投资先进的3D堆叠技术，如穿硅通孔（TSVs）和层间热管理，以增强可扩展性、可靠性和成本效益。与半导体厂和系统设计师的合作，使3D PCM解决方案的上市时间更快，支持其在下一代存储系统、高性能计算和持久化存储应用中的部署。
   

根据终端用途，相变存储器市场分为消费电子、汽车、企业数据中心、工业与航空航天以及其他。2024年，消费电子细分市场以1.594亿美元的收入占据市场主导地位。
 

• 2024年，消费电子细分市场在PCM市场中占据最大份额，原因在于智能手机、可穿戴设备、平板电脑和智能家居设备中非易失性、高速存储器的集成程度不断提高。PCM使设备具备即时开机功能，并能够承受频繁的读写循环，同时低功耗运行，从而提升用户体验和设备响应速度。其无需依赖云存储即可本地存储关键数据的能力，在移动和便携式电子设备中尤其有价值，使PCM成为消费者面向应用的首选存储器解决方案。
   
• 制造商正在优化PCM以适应紧凑型设计、低功耗和高可靠性，以满足消费电子的需求。与OEM和系统集成商的合作确保其与SoC和AI设备的无缝集成，从而促进其在大众市场产品中的快速采用。
   
• 预计2025年至2034年，企业数据中心细分市场将成为增长最快的细分市场，原因在于对支持AI、大数据和云计算工作负载的高速持久化存储器的需求不断增加。PCM 结合了 DRAM 级的低延迟和 NAND 级的持久性，使其成为服务器和超大规模数据中心中缓存、存储类内存和混合内存解决方案的理想选择。其部署提升了系统性能，减少了 I/O 瓶颈，并增强了能源效率，这对于面临不断增长的数据和计算需求的企业 IT 基础设施至关重要。
   
• 制造商正在投资扩大 PCM 的规模，以开发适用于企业级服务器和存储解决方案的高容量、低延迟模块。与云服务提供商、服务器 OEM 和企业 IT 整合商的战略合作，加速了 PCM 基础内存解决方案在下一代数据中心中的采用和部署，支持 AI 驱动的分析、实时处理和持久存储应用。
   

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按应用类型划分，相变存储器市场分为主存储器替代、存储加速、嵌入式代码存储、神经形态计算元件和其他。2024 年，存储加速细分市场以 1.989 亿美元的收入占据主导地位。
 

• 2024 年，存储加速细分市场在 PCM 市场中占据最大份额，因为它能够弥合 DRAM 和 NAND 闪存之间的差距。PCM 的非易失性、高耐久性和低延迟使其成为数据中心、企业服务器和云基础设施中缓存、分层存储和持久内存应用的理想选择。其显著减少 I/O 瓶颈的能力，提升了大数据分析、AI 工作负载和高频交易操作的系统性能，使 PCM 成为存储加速的首选解决方案。
   
• 制造商正在专注于将 PCM 与高速接口和内存控制器集成，以最大化其在存储加速中的效果。优化策略包括提高写入耐久性、降低每位能耗以及实现无缝混合内存配置。与云服务提供商、服务器 OEM 和存储解决方案整合商的合作，进一步支持其在企业和超大规模环境中的采用。
   
• 神经形态计算元件细分市场预计将在 2025 年至 2034 年期间增长最快，主要受脑启发计算架构兴趣增加的推动。PCM 固有的模拟存储能力、快速开关速度和能效使其非常适合神经形态芯片中的突触仿真，从而实现脉冲神经网络和边缘 AI 加速器的高效实现。这一新兴应用正在吸引 AI 硬件开发商、机器人公司和研究机构的关注，他们致力于实现低功耗、高密度和实时认知计算。
   
• 制造商正在投资先进材料工程和单元级创新，以提升 PCM 在神经形态应用中的性能，包括多级电阻状态和精确导电调制。与 AI 芯片设计师和神经形态研究实验室的合作，加速了 PCM 在下一代认知计算平台中的部署，使边缘和数据中心中的 AI 处理更加高效和可扩展。
  
   

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2024 年，北美地区以 40.2% 的份额主导了全球相变存储器市场。
 

• 北美的增长主要受益于人工智能、边缘计算、数据中心和消费电子领域对高速非易失性存储器需求的增加。该地区拥有先进的半导体研发中心、成熟的存储器制造基础设施以及领先科技公司的战略投资，这些因素进一步推动了市场扩张。政府推动先进存储器技术和人工智能驱动应用的倡议也促进了相变存储器的采用。
   
• 北美不断扩大的人工智能、物联网和汽车电子生态系统进一步推动了相变存储器的需求。连接设备和自主系统的普及增加了对能够本地处理大数据集的高速非易失性存储器的需求。相变存储器的采用正在加速，应用于汽车信息娱乐系统、边缘人工智能加速器和企业级存储类存储器解决方案，提供了更好的性能、可靠性和能效。
   
• 政府计划和研究倡议，如对先进半导体材料和存储器技术的资金支持，正在加速相变存储器的创新。公共研究机构、大学和私营科技公司之间的合作推动了高密度、低功耗相变存储器解决方案的开发，使北美能够在全球市场中保持领先地位。
   

2021年和2022年，美国相变存储器市场规模分别为7650万美元和1.012亿美元。2024年市场规模达到1.796亿美元，较2023年的1.346亿美元有所增长。
 

• 美国继续引领相变存储器行业，得益于其先进的半导体制造能力、强大的研发生态系统以及人工智能、边缘计算和高性能数据中心应用的不断采用。英特尔、美光、IBM和三星等主要科技公司大力投资下一代存储器技术，美国支持企业存储、持久内存和神经形态计算平台的大规模相变存储器部署。政府支持的先进存储器研究和人工智能创新倡议进一步加速了采用，巩固了该国作为高速非易失性存储器解决方案全球领导者的地位。
   
• 美国的相变存储器生态系统正通过企业存储加速、混合存储架构和汽车电子的部署不断增强，特别是在电动汽车和自动驾驶系统中。相变存储器在下一代数据中心、人工智能加速器和边缘设备中的日益集成，提高了性能、可靠性和能效，满足延迟敏感型工作负载的需求。公共研究机构、半导体代工厂和科技公司之间的协作推动了高密度、低功耗相变存储器的创新，使采用速度更快，并巩固了美国作为先进存储器技术开发中心的地位。
   

2024年，欧洲市场规模为1.003亿美元，预计在预测期内将呈现有利增长。
 

• 欧洲在相变存储器市场中占据重要份额，主要受益于对半导体研发、先进数据中心和人工智能驱动工业应用的投资增加。德国、法国和荷兰等国家正在关注企业存储、边缘计算和汽车电子的高性能存储器解决方案。该地区受益于政府对人工智能、工业4.0和下一代半导体倡议的强力支持，这些倡议正在加速相变存储器技术在关键领域的采用。
   
• 欧洲企业和研究机构正在积极部署PCM在混合内存架构、存储级内存和神经形态计算应用中。PCM的低延迟、高耐久性和非易失性特性使其非常适合AI工作负载、边缘设备和工业自动化系统。大学、半导体制造商和汽车OEM之间的合作正在推动3D/堆叠PCM单元和低功耗内存解决方案的创新。这些举措帮助欧洲增强其在AI驱动、延迟敏感应用方面的能力，并巩固其在全球PCM市场的地位。
   

德国主导了欧洲相变存储器市场，展现出强劲的增长潜力。
 

• 德国正成为相变存储器（PCM）的重要市场，得益于其强大的半导体研发生态系统、先进的工业自动化以及对AI驱动应用的重视。该国正在大力投资下一代内存技术，以支持企业存储、边缘计算和汽车电子，特别是电动和自动驾驶汽车。政府倡议，包括为工业4.0和先进半导体制造提供的资金计划，正在加速PCM在关键领域的采用。
   
• 德国企业和研究机构正在越来越多地将PCM整合到混合内存架构、存储级内存和神经形态计算平台中。PCM的非易失性、高速和节能特性使其非常适合智能工厂、工业物联网和汽车AI系统等延迟敏感应用。领先半导体公司、大学和汽车OEM之间的合作推动了3D/堆叠PCM单元的创新，使下一代计算解决方案实现更高密度、可靠性和性能。
   

亚太地区的相变存储器市场预计在分析期间内以最高的复合年增长率31.1%增长。
 

• 亚太地区是相变存储器（PCM）的快速增长市场，得益于广泛的半导体制造能力、AI采用率的提高以及蓬勃发展的消费电子行业。中国、日本、韩国和台湾等国家正在大力投资下一代内存解决方案，用于边缘计算、数据中心和汽车电子。地区政府倡议推动先进半导体研究和AI驱动创新，进一步加速PCM在企业和工业领域的采用。
   
• 亚太地区智能设备、物联网端点和电动汽车的普及推动了对低延迟、高速、非易失性存储器的需求。PCM的能效高、耐用性强，使其适用于AI推理、存储级内存和神经形态计算平台。半导体制造商、研究机构和汽车OEM之间的合作使3D堆叠PCM单元和混合内存架构取得进展，支持高密度内存集成，并加快在边缘和工业应用中的采用。
   

中国相变存储器市场预计在2025年至2034年间以显著的复合年增长率29.1%增长。
 

• 中国是相变存储器（PCM）的重要增长市场，得益于其领先的半导体制造生态系统、政府对AI和下一代存储器技术的强力支持，以及消费电子和数据中心基础设施的快速扩张。国家倡议如“中国制造2025”以及对AI、电动汽车和智能制造的大规模投资，正在加速PCM在企业、汽车和工业应用中的采用。
   
• 中国科技公司正在加速在存储级内存、混合内存架构和边缘计算解决方案中部署PCM。PCM的高速、非易失性和节能特性使其非常适合延迟敏感型工作负载，包括AI推理、工业自动化和自动驾驶应用。半导体制造商、研究机构和汽车OEM之间的合作正在推动3D堆叠PCM单元和高密度内存解决方案的创新，从而在中国快速扩张的科技生态系统中实现性能、可靠性和可扩展性的提升。
   

拉丁美洲相变内存市场预计2024年将达到约2450万美元，主要受数据中心、边缘计算和AI驱动的工业应用中高速非易失性内存采用率提高的推动。智能基础设施、汽车电子和消费设备领域的投资增加进一步推动了需求增长。政府支持数字化、半导体创新和AI采用的倡议，特别是在医疗、金融和制造业等领域，正在加速该地区PCM的部署。与全球半导体和科技公司的合作扩大，增强了对先进PCM解决方案的访问，并推动更广泛的市场增长。
 

中东和非洲地区的相变内存市场预计到2034年将达到约2.66亿美元，主要受智慧城市、工业自动化和边缘计算应用中高速非易失性内存采用率提高的推动。政府支持的数字化转型倡议、数据中心投资增加以及AI驱动的基础设施发展正在加速该地区PCM的需求增长。
 

阿联酋在中东和非洲地区的相变内存市场增长前景广阔，主要受其雄心勃勃的智慧城市计划、政府对AI和半导体创新的大力支持以及先进数字基础设施的投资推动。PCM的采用正在数据中心、自主系统和物联网部署中得到优先考虑，支持实时分析、能源效率和低延迟内存需求。
 

• 阿联酋正在成为相变内存的重要增长市场，主要受其在智慧城市计划、先进数字基础设施和AI驱动技术方面的战略投资推动。政府支持的自动化、自主系统和物联网采用计划正在加速PCM在企业、工业和智慧基础设施应用中的部署。
   
• 阿联酋的科技公司和系统集成商正在加速在数据中心、边缘计算和混合内存解决方案中部署PCM。PCM的高速、节能和非易失性特性使其非常适合延迟敏感型应用，如AI推理、工业自动化和自主交通系统。半导体供应商、本地科技公司和研究机构之间的合作正在推动3D堆叠PCM单元和高密度内存集成的创新，从而在阿联酋不断扩大的科技生态系统中实现性能、可靠性和可扩展性的提升。
   

相变内存市场份额

全球相变内存行业正在经历快速增长，主要受AI、边缘计算、汽车电子和工业应用中高速非易失性内存采用率提高的推动。英特尔公司、美光科技公司、三星电子公司、IBM公司和SK海力士公司等领先企业共占据全球PCM市场的86%以上。这些关键参与者正在通过与半导体制造商、系统集成商和企业解决方案提供商的战略合作，加速PCM在数据中心、混合存储架构和边缘设备中的采用。同时，新兴的PCM开发商正在创新紧凑型、节能的存储器解决方案，这些解决方案专为AI推理、存储类存储器和神经形态计算进行优化，从而提升计算速度和数据可靠性。
 

此外，专业的PCM技术公司通过引入3D堆叠、高密度和低功耗的PCM架构，推动市场创新，这些架构专为企业、汽车和消费电子应用定制。这些公司专注于提升存储器耐用性、能效和延迟性能，从而实现实时工作负载和大规模数据处理的更快执行。与云服务提供商、AI开发商和汽车OEM的战略合作正在加速各个行业的采用。这些举措正在提升系统可靠性，降低运营成本，并支持PCM在下一代智能计算和存储生态系统中的更广泛部署。
 

相变存储器市场公司

相变存储器行业中运营的主要参与者如下：

• Adesto Technologies Corporation
• Avalanche Technology Inc.
• Crossbar, Inc.
• Cypress Semiconductor Corporation
• Fujitsu Ltd.
• Hewlett Packard Enterprise
• IBM Corporation
• Infineon Technologies AG
• Intel Corporation
• Micron Technology, Inc.
• Microchip Technology Inc.
• NXP Semiconductors N.V.
• Renesas Electronics Corporation
• Samsung Electronics Co., Ltd.
• SK hynix Inc.
• Sony Corporation
• STMicroelectronics N.V.
• Texas Instruments Incorporated
• Toshiba Corporation
• Western Digital Corporation
   
• Intel Corporation (USA)

Intel Corporation在相变存储器市场占据领先地位，市场份额约为28%。该公司以其在AI、边缘计算和数据中心应用中的高速、节能非易失性存储器解决方案而闻名。Intel通过在混合存储架构和先进3D PCM堆叠技术方面的创新，提升存储器密度、可靠性和低延迟性能。与系统集成商和企业客户的战略合作进一步加强了其在汽车、工业和消费电子领域的采用。
 

• Micron Technology, Inc. (USA)

Micron Technology在全球PCM市场中占据约22%的份额。该公司专注于高性能非易失性存储器解决方案，重点应用于存储加速、神经形态计算和边缘设备。其在材料工程和多电平细胞（MLC）PCM技术方面的研究使其能够提供高密度、低功耗存储器，具有快速的读写周期。Micron与云服务提供商、汽车OEM和半导体集成商的合作加速了PCM解决方案在企业和工业环境中的部署，巩固了其市场领导地位。
 

• Samsung Electronics Co., Ltd. (South Korea)

Samsung Electronics在PCM市场中占据17%的份额，利用其先进的半导体制造能力和高速非易失性存储器技术专业知识。该公司专注于将PCM集成到混合存储系统和下一代存储类存储器解决方案中，从而提升AI、边缘计算和消费电子的性能。三星在3D堆叠PCM单元、高密度封装和节能设计方面的持续创新，支持低延迟和高吞吐量应用。与云计算、汽车和工业技术合作伙伴的战略合作进一步推动其PCM在全球范围内的采用。

 

相变存储器行业新闻

• 2024年5月，STMicroelectronics N.V.宣布推出基于18nm FDSOI工艺的下一代汽车微控制器系列，其中嵌入了相变存储器（PCM），该系列由三星电子有限公司联合开发。这些新设备计划于2025年下半年投产，专为高环境温度汽车环境（最高耐受165℃）优化，并结合支持机器学习的ARM Cortex M核心和高密度PCM，以支持先进的实时功能和OTA更新。
   

相变存储器市场研究报告涵盖行业深度分析，并以2021-2034年美元百万计的收入估算和预测，以下是各细分市场的内容：

按设备分类

• 1T1R（一个晶体管，一个电阻）设备
• 交叉点阵列设备
• 3D堆叠设备

按应用分类

• 主存储器替代
• 存储加速
• 嵌入式代码存储
• 神经形态计算元件
• 其他

按终端用途分类

• 消费电子
• 汽车
• 企业数据中心
• 工业与航空航天
• 其他

上述信息适用于以下地区和国家：

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 英国
  • 法国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 荷兰
• 亚太地区
  • 中国
  • 印度
  • 日本
  • 澳大利亚
  • 韩国 
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 阿根廷
• 中东和非洲
  • 南非
  • 沙特阿拉伯
  • 阿联酋