半導���噞における「風を読む」VI〜2011�QMPU、DRAM、NAND メモリの数量動向
��六�v�`の「風を読む」は、「MPU 、DRAM、 NAND フラッシュメモリの数量」動向についてである。 半導���x場動向を分析する場合、�k般的には金�Yベースで議�bされるが、半導���x場金�YはΣ半導���Q����別数量x半導���Q����別単価で表される。数量、単価のそれぞれの動向について分析することにより、�x場動向に�瓦垢詈儔修陵廾�をより�k層深く理解することができる。例えば半導���x場金�Yが�峺�した場合、その要因は数量が�\加したためなのか、単価が�峺�したためなのかを把�曚任�る。
図1 MPU数量動向
WSTS会�^外に半導��の����別に関する����的な数量などのデータをWSTSは開��していないためY軸の単位を任�Tとした。また、�峙�数式Aにおけるα、βの����的数値を掲載していない。WSTS会�^の�気�WSTSデータを参照願います。
MPU数量動向を��す指�Yとして�i�Q比（成長率）が考えられるが、�i�Q比（成長率）は分母、分子が毎�Q互いに変化するため、MPU数量が�eつ数値的��性を見�圓瓦攻欧譴�ある。図1はMPUの数量を絶�潅優戞璽垢�2004〜2012�Qの9�Q間に渡り図��化したものである。
図1からMPU数量は毎�Qほぼ�k定の数量が�\加していることを理解でき、MPU数量のガイドラインは下記Inoue Formulaのように�k次�究�式として��される。
Inoue Formula MPU数量 = α x ( 該当�Q – 2004�Q) ＋ β （数式A）
αとしては 2004�Qと2005�QとのMPU数量実績値の差、β=2004�QのMPU数量実績値を採��する。この数式Aにおけるαの値を2004�Qと2005�QとのMPU数量実績値の差としたのは、���Qを容易にするためであり、より�k層の�Z��性を��すαの値を数学的に求めることは可�Δ任△襦�
図2 DRAMとMPUとの相関関係
図2は、当該�QのMPU数量に�瓦垢訶�該�QのDRAM数量の比DRAM/MPU ratioを2004〜2012�Qの9�Q間に渡り、図��化したものである。この図から、2007�Q1月に�x場投入されたWindows VISTAと2009�Q10月に�x場投入されたWindows 7とで DRAM数量の�x場動向に差異のあったことを理解できる。Windows VISTAが�x場投入された際DRAM/MPU ratioは�k気に�\加するが、Windows 7が�x場投入された際には��に変化が現れていない。このような差異がなぜ�擇泙譴燭里�を下記に考察する。
表1にパソコンのOSとして主に搭載されているWindows OSにおける2000�Q以�Tのバージョン, システム要�Pとしての推奨DRAM容量、推奨プロセッサの動作周�S数を��したものである。��来、パソコンのOSが世代交代するたびにOSに�瓦垢訖箴�DRAM容量が�\加し、これに伴いDRAM�x場は成長を�~げてきた。
表1 パソコンのWindows OS と 動作環境
DRAM 1個当たりの容量は、微細化と共に表2に��すように、128Mビット ⇒ 256Mビット ⇒ 512Mビット ⇒ 1Gビット ⇒ 2Gビット と�\�jしており、�Q�Qにおいて主流となるDRAMを中心にして�H���|のDRAMが�x場投入されている。
表2 �Q�Qにおいて主流となっていたDRAM容量（○印にて��す）
表1に��されるように、�k般的にはWindows OSの世代交代ごとに推奨DRAM容量が2倍ずつ�\加し、またこのOSの世代交代時期に合わせ、微細化によりDRAM 1個当たりの容量が2倍になればDRAM/MPU ratioは�k定となる。 2006�Qから2007�QDRAM/MPU ratioが�峺�した要因はWindows VISTA導入時にWindows XPと比較すると推奨DRAM容量が�k気に4〜8倍にも�峺�したためである。�tち、Windows OSの推奨DRAM容量がDRAM数量の��要に�jきく影�xを与えており、Windows OSのシステム要�Pをより早く、��確に�瑤襪海箸� DRAM数量を予�Rする�屬把_要であることが理解できる。
��来 DRAMの��要先として パソコンとサーバ向けなどが中心であり、最�Z携帯情報端��機�_としてのスマートフォン、タブレットPC向けの新しいDRAM�x場が新しく創�]されたのにも関わらず、図2においてDRAM/MPU ratioを2011�Q以�Tもほぼ2010�Qと同等としているのは、搭載されるDRAM容量はパソコンに比較すると小さいからである。表3に��すようにスマートフォン、タブレットPCは����を小さく、薄くしなければならず、DRAM容量が小さい。また少しでも消�J電��を削らなければならないため、�k般的なPCに搭載されているDDR3ではなく消�J電��の少ないMobile RAMが搭載されているが、DRAMのダイサイズは、PC��DDR3 < Mobile DDR1 < Mobile DDR2 となっており、携帯機�_ではDRAM容量を小さくせざるをえない。
加えて、�f国Samsungが2011�Q3月より携帯情報端��機�_向け30nmクラスの4GビットMobile DRAM (DDR2) の量��を開始し、搭載容量が1GBであれば2個で済むことなどもあり、数量的な�x場の�f�屬恩�果は小さいと理解している。
表3 スマートフォンとタブレット PCの搭載メモリ容量
2011�QのDRAM数量はDRAM/MPU ratioが2010�Qと同等レベルであると�[定すると2011�QのDRAM数量のガイドラインは下記Inoue Formulaのようになる。
Inoue Formula
2011�QDRAM数量 = 2010�QDRAM/MPU ratio x 2011�QのMPU数量 （数式B）
（2011�QのMPU数量については 数式Aを参照）
図3 NAND フラッシュメモリとMPUとの相関関係
図3は、分子に当該�QのNAND フラッシュメモリ数量をとり、分母に当該�QのMPU数量として�Q出した数値NAND フラッシュメモリ/MPU ratio と、分子に当該�QのDRAM数量、分母に当該�QのNAND フラッシュメモリ数量として�Q出した数値 DRAM/NAND フラッシュメモリ ratioを2004〜2012�Qの9�Q間に渡り図��化したものである。
NAND フラッシュメモリ数量をMPU数量で割った NAND フラッシュメモリ/MPU ratioは MPU数量と同様 下記Inoue Formula数式Cで��した�k次�究�式で��される。
Inoue Formula
NAND フラッシュメモリ/MPU ratio = α x (該当�Q – 2004�Q) ＋ β （数式C）
定数α、βに�瓦垢��b理的な�Q出は現�Xできていないが、経�x�Г箸靴董乢�= 1.35、β= 2.21」を採��する。
NAND フラッシュメモリ数量がMPU数量と相関関係を�eつのは、MPUを中核デバイスとして使うパソコンと密接な関係があるからだ。NAND フラッシュメモリの��要先であるUSB フラッシュメモリDrive, Solid State Drive（SSD）などはパソコンのデータ処理作業完了後、データ保�Tとして使��され、デジタルカメラやビデオカメラに使��されているSDカード(含むSDHC、SDXCなど) も画�気留寨�や��集、さらにはMP3プレイヤーの音楽、画�気淋�集、保�Tにパソコン（MPU）が使��されている。
2011�QのNAND フラッシュメモリ数量のガイドラインは、下記Inoue Formulaで�瑤襪海箸�できる。
Inoue Formula
2011�QNANDフラッシュメモリ数量 = 2011�QNANDフラッシュメモリ/MPU ratio x 2011�QMPU数量 （数式D）
2011�QNAND フラッシュメモリ/MPU ratioについては 数式C, 2011�QのMPU数量については数式Aを参照のこと。
図3に��すDRAM/NAND フラッシュメモリratioにて��少��向の要因は、DRAMとNANDフラッシュメモリが 同じメモリでありながら、その�`的が�jきく異なるからである。DRAMはデータ処理�壻�における�k時的な作業データの保�Tを�`的とし、データ処理作業完了後はそのデータを消去するため、�M��的あるいは�搥的なデータ保�Tの��要性が�擇泙譴此�DRAM��要は限定的である。
�k�機�NAND フラッシュメモリは、データ処理作業完了後のデータを保�Tするため�搥的にデータ保�Tの��要性があり、�M��的にNANDフラッシュメモリ��要が�擇泙譴襦�また、DRAMは、ほとんどがパソコンやスマートフォンなど最終����に組み込まれ、�x場に流通されるが、NAND フラッシュメモリは最終����に組み込まれたものとは別にUSBフラッシュメモリやSDカードのように最終����に組み込まれずに、NANDフラッシュメモリ単��でも����として�x場に流通していることも数量��要を成長させる要因となっている。
しかしながらスマートフォンでは、現在アプリケーションプロセッサとしてインテルを中心としたMPUではなく、ARM�UCPUコアを含むSOCが採��されている。スマートフォンがより�k層�x場に浸透するのに伴い、NAND フラッシュメモリ/MPU ratioは今後、�峙��k次�究�式（数式C）から乖�`することが�[定される。この点については今後、実績数値の比較、分析しながら��要によりパラメータを����する予定である。
今�v、DRAMとNAND フラッシュメモリの����数量に�瓦垢訖�学的��性、相関関係の紹介であり、「1Gビット 以�屬陵椴未魴eつDRAM、および32Gビット以�屬陵椴未魴eつNAND フラッシュメモリなど先端メモリ����に�瓦垢訖�量動向については？」、あるいは「DRAMおよびNAND フラッシュメモリに�瓦垢襯咼奪判于抛宛�については？」という関心を当���eたれていると思うが、これらの点についても今後述べてゆく予定である。
参考�@料
1. 世�c半導���x場統��(World Semiconductor Trade Statistics-WSTS) ホームページ
2. 半導���噞における「風を読む」V〜2011�Q半導��ファブの�攵��ξ�
3. 半導���噞における「風を読む」IV〜2011�Qのシリコンウェーハ出荷�C積の動向
4. 半導���噞における「風を読む」III〜半導�����]�����x場動向
5. 半導���噞における「風を読む」II〜GDPと半導���x場との相関関係から導く
6. 半導���噞における「風を読む」I
