美國(guó)研制出納米級(jí)憶阻器芯片

　　美國(guó)密歇根大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種由納米級(jí)憶阻器構(gòu)成的芯片，該芯片能存儲(chǔ)1千比特的信息。發(fā)表在《納米快報(bào)》(Nano Letters)上的此項(xiàng)研究成果將有可能改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，使成功研制出更小、更快、更低廉的芯片或電腦成為可能。

　　憶阻器是一種電腦元件，可在一簡(jiǎn)單封裝中提供內(nèi)存與邏輯功能。此前，由于可靠性和重復(fù)性問(wèn)題，所展示的都是只有少數(shù)憶阻器的電路，而研究人員此次展示的則是基于硅憶阻系統(tǒng)并能與CMOS兼容的超高密度內(nèi)存陣列。CMOS指互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，是一種大規(guī)模應(yīng)用于集成電路芯片制造的原料。

　　雖然1千比特的信息量并不算大，但研究人員仍認(rèn)為這是一大飛躍，這將使該技術(shù)更易于擴(kuò)展以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。芯片研制者、密歇根大學(xué)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授呂煒表示，在一個(gè)芯片上集成更多的晶體管已變得越來(lái)越困難，因?yàn)榫w管縮小導(dǎo)致功耗增加，且難以安排所有必需的互連，將器件差異做到最小的成本也很高。而憶阻器的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，它們更易于在一個(gè)芯片上封裝更多的數(shù)量，以達(dá)到最高可能密度，對(duì)于內(nèi)存這樣的應(yīng)用更具吸引力。

　　基于憶阻器的內(nèi)存芯片密度要比目前基于晶體管的芯片至少高出一個(gè)數(shù)量級(jí)(10倍)。呂煒說(shuō)，如此高密度的電路，其運(yùn)行速度也非?？?。例如，將信息存儲(chǔ)在憶阻器內(nèi)存上的速度要比存儲(chǔ)在快閃內(nèi)存上快3個(gè)數(shù)量級(jí)(1000倍)。

　　憶阻器內(nèi)存的另一優(yōu)勢(shì)是，在信息存儲(chǔ)上，它不像現(xiàn)今的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(DRAM)那樣短暫。DRAM會(huì)隨時(shí)間而消退，因此必須在1秒鐘內(nèi)重寫(xiě)好幾次。而憶阻器內(nèi)存則更加穩(wěn)定，不需要被重寫(xiě)。

　　呂煒表示，憶阻器為通用內(nèi)存的開(kāi)發(fā)提供了可能。由于其被安放在集成電路上的密度是如此之高，因此也為研制出更堅(jiān)固耐用的仿生邏輯電路帶來(lái)了希望。人類大腦中的每一個(gè)神經(jīng)元通過(guò)突觸與一萬(wàn)個(gè)其他神經(jīng)元相連，工程師們無(wú)法憑借現(xiàn)今基于晶體管的電路達(dá)成這樣的連接，但憶阻器電路或許具有克服這種問(wèn)題的潛力。