可替代闪存的存储新技术（一）
2017-08-04 16:39:34
近十年来，在高速成长的非易失性存储器(NVM)市场的推动下，研发人员一直在尝试使用新材料和新概念发明一种更好的存储器技术，用来取代闪存技术，更有效地缩小存储器体积，提高存储性能。目前具有突破性的存储技术有磁性RAM(MRAM)、铁电RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)或其他相变技术。本文将分别介绍这些技术的特点、比较和研发进展。
新一代存储技术显现“多、快、省”特点
MRAM是一种非易失性磁性随机存储器。它具有静态随机存储器(SRAM)的高速读取写入能力及动态随机存储器(DRAM)的高集成度，基本上能够无限次重复写入。设计原理是它通过控制铁磁体中的电子旋转方向来达到改变读取电流大小的目的，从而使其具备二进制数据存储能力。MRAM的主要弊端是固有的写操作过高和技术节点缩小受限。
为了解决这两大问题，业界提出了自旋转移矩RAM(SPRAM)解决方案，这项创新技术是利用自旋转换矩引起的电流感应式开关效应。虽然这一创新方法在某种程度上解决了MRAM的一些常见问题，但还有很多问题需要研究人员解决，如单元集成、自读扰动、写次数等。
现在，MRAM只局限于4Mb阵列180nm工艺的产品。另外，MRAM的生产成本也是一个大难题。MRAM研发可分为三大阵营，除了海力士和东芝之外，三星电子也在进行研发。
最好的闪存替代技术之一是PRAM，PRAM能够囊括各种不同非易失性存储器应用领域，满足高性能和高密度两种应用要求。它利用温度变化引起硫系合金(Ge2Sb2Te5)相态逆变的特性，利用电流引起的焦耳热效应对单元进行写操作，通过检测非晶相态和多晶相态之间的电阻变化读取存储单元。
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