一種新型存儲(chǔ)，可以替代DRAM和NAND

韓國(guó)研究人員團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型存儲(chǔ)設(shè)備，該設(shè)備可用于取代現(xiàn)有內(nèi)存或用于實(shí)現(xiàn)下一代人工智能硬件的神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算，因其處理成本低且功耗超低，因此成為頭條新聞。

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（院長(zhǎng) Kwang-Hyung Lee）電氣工程學(xué)院 Shinhyun Choi 教授的研究團(tuán)隊(duì)日前宣布，開(kāi)發(fā)出具有超低功耗的下一代相變存儲(chǔ)器器件，可替代 DRAM 和 NAND 閃存。所謂相變存儲(chǔ)器，市值通過(guò)利用熱量將材料的晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)或晶態(tài)，從而改變其電阻狀態(tài)來(lái)存儲(chǔ)和/或處理信息的存儲(chǔ)器件。

現(xiàn)有的相變存儲(chǔ)器存在諸如用于制造大規(guī)模器件的昂貴制造工藝以及需要大量電力來(lái)運(yùn)行等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，Choi教授的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種超低功耗相變存儲(chǔ)器件，通過(guò)電形成非常小的納米（nm）級(jí)相變燈絲，無(wú)需昂貴的制造工藝。這項(xiàng)新開(kāi)發(fā)具有突破性的優(yōu)勢(shì)，不僅具有非常低的處理成本，而且能夠以超低功耗運(yùn)行。

DRAM 是最常用的存儲(chǔ)器之一，速度非常快，但具有易失性特征，斷電后數(shù)據(jù)就會(huì)消失。NAND閃存是一種存儲(chǔ)設(shè)備，讀寫(xiě)速度相對(duì)較慢，但它具有非易失性的特性，即使斷電也能保存數(shù)據(jù)。

另一方面，相變存儲(chǔ)器結(jié)合了 DRAM 和 NAND 閃存的優(yōu)點(diǎn)，具有高速和非易失性的特性。因此，相變存儲(chǔ)器作為可以取代現(xiàn)有存儲(chǔ)器的下一代存儲(chǔ)器而受到重視，并且作為模仿人腦的存儲(chǔ)技術(shù)或神經(jīng)形態(tài)計(jì)算技術(shù)正在被積極研究。

然而，傳統(tǒng)的相變存儲(chǔ)器件需要大量的功率來(lái)運(yùn)行，這使得制造實(shí)用的大容量存儲(chǔ)產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)變得困難。為了最大限度地提高存儲(chǔ)器件運(yùn)行的熱效率，之前的研究工作主要集中在通過(guò)使用最先進(jìn)的光刻技術(shù)縮小器件的物理尺寸來(lái)降低功耗，但它們遇到了局限性就實(shí)用性而言，功耗的改進(jìn)程度很小，而成本和制造難度卻隨著每一次改進(jìn)而增加。

為了解決相變存儲(chǔ)器的功耗問(wèn)題，Shinhyun Choi教授的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種在極小面積內(nèi)電形成相變材料的方法，成功實(shí)現(xiàn)了功耗降低15倍的超低功耗相變存儲(chǔ)器件與使用昂貴的光刻工具制造的傳統(tǒng)相變存儲(chǔ)器件相比。

Shinhyun Choi教授對(duì)這項(xiàng)研究未來(lái)在新研究領(lǐng)域的發(fā)展充滿信心，他說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)的相變存儲(chǔ)器件具有重要意義，因?yàn)樗峁┝艘环N新穎的方法來(lái)解決生產(chǎn)存儲(chǔ)器中長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。裝置大大提高了制造成本和能源效率。我們預(yù)計(jì)我們的研究結(jié)果將成為未來(lái)電子工程的基礎(chǔ)，使包括高密度三維垂直存儲(chǔ)器和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)在內(nèi)的各種應(yīng)用成為可能，因?yàn)樗_(kāi)辟了從各種材料中進(jìn)行選擇的可能性?！?/p>

來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察