隨著科技的進(jìn)步，各類器件都在向著小體積高性能發(fā)展，其中尤以芯片和存儲(chǔ)器件對(duì)小體積的追求最為突出。在存儲(chǔ)器件當(dāng)中，電阻式RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）由于低功耗且小體積的特點(diǎn)受到了廣泛的追捧。傳統(tǒng)的DRAM存儲(chǔ)器正面臨挑戰(zhàn)，并且很有可能在未來(lái)幾年當(dāng)中被淘汰。

現(xiàn)在人們對(duì)新類型存儲(chǔ)器的需求越來(lái)越高，包括相變RAM（PCRAM），鐵電RAM（FRAM），磁阻RAM（MRAM），和最近的電阻式RAM。

幾年以來(lái)TechInsights都在對(duì)Numonyx和三星的PCRAM，Ramtron的FRAM，以及飛思卡爾及其子公司Everspin的MRAM。這些器件都已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)上了，但從中都還沒(méi)有出現(xiàn)能取代NAND或DRAM的趨勢(shì)，因?yàn)檫@些器件的尺寸和功耗水平還和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以匹敵。而電阻式RAM則能同時(shí)滿足低功耗和小單元面積的要求，這使得其成為目前最有潛力的非易失性存儲(chǔ)器。

Adesto和松下是兩家?guī)?lái)兩種不同的電阻式存儲(chǔ)器的公司。Adesto提供了32KB到128 KB的單獨(dú)內(nèi)存芯片導(dǎo)電橋接RAM（CBRAM），主要的目標(biāo)市場(chǎng)是物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用。松下則提供了嵌入了ReRAM的8位MCU，可用于便攜式的醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備、安全設(shè)備和傳感器設(shè)備。目前這些市場(chǎng)都還小眾，在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)給DRAM和NAND帶來(lái)明顯的威脅。

Adesto RM24EP128KS CBRAM的結(jié)構(gòu)圖像

嵌入了ReRAM的Panasonic MN101LR05D 8位MCU結(jié)構(gòu)圖像

平面型NAND和DRAM的尺寸收縮確實(shí)已經(jīng)走到了盡頭。為了應(yīng)對(duì)這一情況，三星、美光、SK-海力士和東芝都在研究這些器件的3D架構(gòu)。例如三星就在2014年秋天發(fā)布了3D V-NAND存儲(chǔ)，主要用在固態(tài)硬盤中；而AMD也指望在其即將到來(lái)的390X GPU使用上SK-海力士的高帶寬內(nèi)存（HBM）。

這兩款產(chǎn)品都沒(méi)有要注定成為大型商業(yè)存儲(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)者，但是他們的目標(biāo)市場(chǎng)（物聯(lián)網(wǎng)和便攜式系統(tǒng)）確實(shí)需要這些。而三星、SK-海力士、東芝和美光這樣的公司可能會(huì)更容易生產(chǎn)針對(duì)大型商業(yè)存儲(chǔ)市場(chǎng)的ReRAM產(chǎn)品。比如說(shuō)，三星在2011年的電子器件會(huì)議（IEDM）上展示了使用3D工藝制成的垂直型電阻式RAM。在這些器件中使用的垂直結(jié)構(gòu)有一個(gè)垂直中心TiN電極，該電極涂有一層TaOx存儲(chǔ)層，并且由W/TiN水平電極進(jìn)行環(huán)繞。水平電極會(huì)在另一個(gè)頂部堆疊以得到VVRAM結(jié)構(gòu)。三星提到可以將VRAM的層數(shù)提高到32層甚至更高，所以他們最近在其發(fā)布的3D V-NAND中使用了39層金屬柵極就不那么令人驚奇了。

美光和索尼則在2014年的ISSCC（國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議）上展示了一款16GB ReRAM，生產(chǎn)所采用的是27納米工藝，單元尺寸為6F2。一個(gè)雙層CuTe/絕緣層組成了電阻組件。索尼說(shuō)過(guò)16GB ReRAM的存儲(chǔ)級(jí)產(chǎn)品可能在2015年正式上市。

雖然這種全新的存儲(chǔ)器技術(shù)想要出現(xiàn)在手機(jī)上還需要一段時(shí)間，但可以預(yù)計(jì)其必將成為存儲(chǔ)器的發(fā)展方向。相信在不久的將來(lái)我們就能在智能手機(jī)等便攜設(shè)備上看到它們的身影。