一種新型存儲，可以替代DRAM和NAND

韓國研究人員團隊開發(fā)了一種新型存儲設(shè)備，該設(shè)備可用于取代現(xiàn)有內(nèi)存或用于實現(xiàn)下一代人工智能硬件的神經(jīng)擬態(tài)計算，因其處理成本低且功耗超低，因此成為頭條新聞。

韓國科學(xué)技術(shù)院（院長 Kwang-Hyung Lee）電氣工程學(xué)院 Shinhyun Choi 教授的研究團隊日前宣布，開發(fā)出具有超低功耗的下一代相變存儲器器件，可替代 DRAM 和 NAND 閃存。所謂相變存儲器，市值通過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)來存儲和/或處理信息的存儲器件。

現(xiàn)有的相變存儲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運行等問題。為了解決這些問題，Choi教授的研究團隊開發(fā)了一種超低功耗相變存儲器件，通過電形成非常小的納米（nm）級相變燈絲，無需昂貴的制造工藝。這項新開發(fā)具有突破性的優(yōu)勢，不僅具有非常低的處理成本，而且能夠以超低功耗運行。

DRAM 是最常用的存儲器之一，速度非?？?，但具有易失性特征，斷電后數(shù)據(jù)就會消失。NAND閃存是一種存儲設(shè)備，讀寫速度相對較慢，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，相變存儲器結(jié)合了 DRAM 和 NAND 閃存的優(yōu)點，具有高速和非易失性的特性。因此，相變存儲器作為可以取代現(xiàn)有存儲器的下一代存儲器而受到重視，并且作為模仿人腦的存儲技術(shù)或神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)正在被積極研究。

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

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

Shinhyun Choi教授對這項研究未來在新研究領(lǐng)域的發(fā)展充滿信心，他說：“我們開發(fā)的相變存儲器件具有重要意義，因為它提供了一種新穎的方法來解決生產(chǎn)存儲器中長期存在的問題。裝置大大提高了制造成本和能源效率。我們預(yù)計我們的研究結(jié)果將成為未來電子工程的基礎(chǔ)，使包括高密度三維垂直存儲器和神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)在內(nèi)的各種應(yīng)用成為可能，因為它開辟了從各種材料中進行選擇的可能性?！?/p>

來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察