存储技术的困局

2017年11月28日
近日,专注研发ReRAM技术的Crossbar公司宣布与中芯国际合作开发的40nm工艺的ReRAM(非易失性阻变式存储器)芯片正式出样,而更为先进的28nm工艺的ReRAM芯片也将在今年上半年问世。这意味着在存储领域即将迎来一场变革。

随着电子产品的越来越智能化,为了能够更快速的处理身份认证、通信协议、消息生成和数据累计等任务,应用程序的底层代码也是越写越长,从以前的几千字节发展到现如今的几兆字节。因此目前的存储手段已无法满足新一代技术对存储容量和存储性能的要求。

现在的闪存技术信息的存储是基于电荷密度,丢失几个电子会导致严重的可靠性问题,一旦芯片尺寸小于25nm,闪存技术的耐久性、维持性和可靠性就会出现严峻的不确定性。每当有新的单片机和晶片系统需要被设计时,设计人员在做结构设计时务必要考虑到存储器容量、架构和集成等相关问题。但这种工作并不是一劳永逸的,当另一批系统架构师还是需要重新研究嵌入式存储模块与逻辑处理单元集成的方式。

根据分析公司Web-FeetResearch的预测,到2018年,消费类电子产品的存储器市场将达到28.8亿美元,巨大的市场需求已经迫使这个问题必须快速得到解决了。

改良性的解决方案是数据存储系统使用高端的存储控制芯片来管理复杂的架构和算法,例如,清华紫光就已经投入了数百亿美元到NAND、DRAM等存储器的开发之中,估计在明年将会推出国产3D NAND闪存。但无论是NAND还是DRAM都是当前的技术水平,而且在存储领域,中国落后了世界先进水平20多年,所以要想实现完美逆转,还是要寄托于下一代存储技术上。

当前在下一代存储芯片的研发当中,除了Intel、镁光基于PCM相变存储技术研发的3DXPoint芯片之外,最有名的就是ReRAM芯片了。成立于2010年的Crossbar是开发ReRAM最具代表性的企业,实力不容小觑,Crossbar的首席科学家和联合创始人卢伟(Dr. Wei D. Lu)博士在ReRAM领域有十二年的研究经验。这家公司的任何举动都会引起业界的广泛关注。为了进军中国市场,在2016年3月,Crossbar与中芯国际达成合作,基于中芯国际的40nm CMOS试产ReRAM芯片,而如今总算是成为现实。

据悉,ReRAM芯片比上一代的NAND芯片性能更强大,密度比DRAM内存高40倍,写入速度快1000倍,读取速度快100倍,耐久度高1000倍,200平方毫米左右的单芯片即可实现TB级存储,还具备结构简单、易于制造等优点。


本文关键词:ReRAM 存储芯片

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