何為ReRAM？

ReRAM代表電阻式RAM，是將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結(jié)合于一身的新一代存儲技術(shù)。換言之，即便是在電源關(guān)閉的情況下存儲器仍能記住數(shù)據(jù)。如果ReRAM有足夠大的空間，一臺配備ReRAM的計算機(jī)將幾乎不再需要載入時間。這使得ReRAM在下一代眾多高容量、高擴(kuò)展性、高性能和高可靠性存儲解決方案中最被看好。

一個典型的ReRAM單元具有一個轉(zhuǎn)換材料，介于具有不同的電阻特性的兩個金屬電極之間。ReRAM的轉(zhuǎn)換效應(yīng)基于在電場或熱力影響下的離子的運(yùn)動以及轉(zhuǎn)換材料存儲離子的能力，而這反過來又會影響電阻測量的精度。

在眾多不同的ReRAM實現(xiàn)方法中，它們采用不同的轉(zhuǎn)換材料和內(nèi)存單元結(jié)構(gòu)。不同的材料所具有的不同特性也會導(dǎo)致顯著的性能差異。ReRAM技術(shù)最大的問題在于克服溫度靈敏度、與標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)和制造工藝的整合以及每一個ReRAM單元的選擇機(jī)制。

ReRAM已經(jīng)成為大家競相看好的項目，一些公司聲稱會在未來的1-2年實現(xiàn)ReRAM芯片的樣片生產(chǎn)。

CrossbarReRAM技術(shù)的存儲介質(zhì)是包裹絕緣性非晶硅（a-Si）的金屬絲。其基于電子場的轉(zhuǎn)換機(jī)制使得Crossbar ReRAM單元能夠在較廣的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

CrossbarReRAM的單元結(jié)構(gòu)簡單，所采用的材料、工藝步驟和制造工具都是通用的，這使得任何一家半導(dǎo)體代工廠都能夠通過得到Crossbar ReRAM技術(shù)授權(quán)的方式來開展內(nèi)存業(yè)務(wù)，制造存儲級內(nèi)存芯片。

ReRAM內(nèi)存的性能和比特/尺寸密度取決于內(nèi)存單元的內(nèi)聯(lián)方式。嵌入式低延滯、高速內(nèi)存可以通過用一個晶體管對每一個內(nèi)存單元進(jìn)行單獨(dú)控制來實現(xiàn)。在1T1R（每1個ReRAM單元有一個晶體管）的陣列組織結(jié)構(gòu)中，內(nèi)存的總體積由每一個晶體管的體積所決定。高密度存儲級內(nèi)存則需要有一個密度高得多的內(nèi)存陣列組織架構(gòu)，并以此來實現(xiàn)成本效益最優(yōu)化，這就要求能夠用一個單一的晶體管來連接成千上萬的內(nèi)存單元。這種1TnR組織結(jié)構(gòu)只有當(dāng)ReRAM單元的內(nèi)置的選擇機(jī)制可以單獨(dú)地或者不指定地選擇ReRAM單元時才有可能實現(xiàn)。

與傳統(tǒng)的NAND閃存相比，CrossbarReRAM速度快的多、位元可修改并且只需要更低的電壓，這使得它可以被應(yīng)用于嵌入式和SSD設(shè)備之中。Crossbar ReRAM技術(shù)的多面性使得內(nèi)存單元在1T1R陣列中相聯(lián)時能夠?qū)崿F(xiàn)非常低延滯的內(nèi)存讀取，或在交點(diǎn)1TnR陣列中實現(xiàn)面積最優(yōu)（4F2單元），這都要?dú)w功于Crossbar已經(jīng)申請專利的內(nèi)置選擇技術(shù)。

CrossbarReRAM技術(shù)的易制造性已經(jīng)被在代工廠制造的工作陣列所證明。這一工作芯片是將單片CMOS控制器和內(nèi)存陣列芯片整合在一起。公司目前正在完成這一器件的優(yōu)化，并計劃將第一個產(chǎn)品推向嵌入式SoC市場，同時還將繼續(xù)在先進(jìn)的制程工藝基礎(chǔ)上推進(jìn)高密度存儲級內(nèi)存陣列的研發(fā)。


本文關(guān)鍵詞：ReRAM

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