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STT-MRAM、ReRAM、PRAM等存储器技术崛起，满足不断增长的市场需求

百家作者：闪存市场 2019-01-07 04:15:38

随着人工智能(AI)、云计算、5G网络、物联网等技术的驱动下，英特尔、三星、IBM等推出STT-MRAM、ReRAM、PRAM等创新存储器技术，用于满足市场不断增长的市场需求，且以高性能、高密度、低成本等为发展方向，不断寻找更理想的存储器技术。

英特尔和美光大力推动3D Xpoint技术的普及，尤其是英特尔，基于该技术推出面向消费类和企业级市场的傲腾SSD产品，第二代3D Xpoint将于2019年面世。3D Xpoint容量比DRAM高出十倍，读写速度与耐受度更是NAND Flash千倍，是一个相当重要的存储器技术变革。

ReRAM技术是以材料的电阻变化为基础，目前主要有两种方法来改变电阻的机制。第一种相变化存储器，是利用材料融化后冷却速度的不同，让材料产生不同的导电能力；第二种方法则是透过高压加热，在电极间形成金属线降低电阻。

NIST与普渡大学团队尝试利用能形成原子薄层的金属二硫属化物，打造不同于上述两种方式的新型态ReRAM。这种材料能在奈秒间完成资料写入，并在断电后保留资料。除了普渡大学外，密西根大学(University of Michigan)的研究团队也投入了类似的研究，不过是利用磁场控制二硫化钼在绝缘和金属状态间的转换。然不论是透过薄层排列或磁场，目前这些ReRAM技术离规模化与电子制造，都还有一段不短的距离。

STT-MRAM可高速运转，耗能却极低，可望成为新一代储存技术。日本东北大学成功研发出储存密度高达128Mb的自旋转移力矩式存储器(STT-MRAM)，写入速度竟达14奈秒(ns)，堪称全球100Mb以上STT-MRAM之中写入速度最快，可望应用于嵌入式存储器应用，例如物联网(IoT)和人工智能(AI)的缓存。

三星曾在2017年就宣布推出了MRAM，号称读写速度比NAND Flash快上一千倍。此外，联电与美商Avalanche合作开发28纳米嵌入式非挥发性MRAM技术，应用锁定在物联网、穿戴设备以及工业、车用电子市场。IBM与格罗方德（Global Foundries）合作，在22nm FD-SOI工艺基础上制造MRAM。

PCM是一种非易失存储技术，也称为 PRAM（Phase-change RAM），利用特殊材料在不同相间的电阻差异来存储信息。相较传统的存储技术，PCM 的优点是读写速度快、耐用、非挥发性等，读取速度大大领先于NAND Flash，写入次数也远高于NAND Flash。

IBM 成功研发出每存储单元可存 3 个 bit的PCM 技术，且不受周围温度影响，未来PCM生产成本将会低于DRAM，甚至可以降至与NAND Flash相当的水平。江苏时代芯存半导体有限公司PCM项目将于2019年Q1实现量产，该公司是IBM在中国唯一的PCM技术授权单位，该PCM生产项目总投资130亿元，一期投资43亿元。