建材新闻-时与中材料网

非易失性存储技术成果和应用

来源：www.syzclw.com 作者：时与中材料网

时间：2023-06-19 11:04:23

　非易失性存储技术成果和应用：

1. 3D XPoint：由Intel和Micron联合开发的3D XPoint（三维交叉点）技术，是一种介于内存和存储之间的非易失性存储技术。它具有低延迟、高容量和高耐用性的特点，适用于高性能计算、大数据分析和云存储等应用。

2. 相变存储器（PCM）：相变存储器使用物质的相变特性来存储数据，具有快速读写速度、高密度存储和低功耗的优势。它可用于智能手机、物联网设备和云计算中的存储需求。
相变存储器（Phase Change Memory，简称PCM）是一种新型的非易失性存储器技术，利用材料的相变特性进行数据存储和读取。下面是一些PCM技术成果和应用：

2.1. 基于脉冲电流激发的多级PCM：研究人员最近提出了一种使用短脉冲电流激发的多级PCM技术。该技术可以将一个存储单元的状态编码为多个离散级别，从而提高存储密度和可靠性。

2.2. 基于自旋-相变耦合的PCM：利用自旋电子学和相变材料之间的耦合效应，研究人员开发了一种新型的PCM技术。这种技术结合了自旋传输和相变材料的快速相变特性，具有较高的速度和能耗效率。

2.3. 基于多位移传感器的PCM：为了进一步提高PCM存储密度，研究人员提出了一种利用多位移传感器的存储架构。这种技术可以在同一个存储单元中储存多个位移状态，从而实现更高的数据密度。

2.4. PCM在人工智能领域的应用：由于PCM具有较高的速度和能耗效率，以及可重复性和可靠性，它在人工智能领域有着广泛的应用前景。PCM可以用于加速深度学习算法的训练和推断过程，提升人工智能系统的性能。

2.5. PCM在存储器层次结构中的应用：PCM可以作为存储器层次结构中的一层，用于存储访问频率较高的数据。它可以提供快速的存储器访问速度，同时具有非易失性，适用于缓存和主存储器之间的数据传输。

2.6. PCM在物联网设备中的应用：由于PCM具有较低的能耗和较小的尺寸，可以适用于物联网设备中的存储需求。PCM可以作为传感器节点和物联网网关中的存储单元，提供高性能的数据存储和处理能力。

这些是目前相变存储器技术领域的一些最前沿、最新和最全面的成果和应用。随着科学技术的不断发展，还将有更多创新和应用出现。

相变存储器（Phase Change Memory，PCM）是由相变材料制成的。相变材料是一种特殊的材料，具有在温度变化下从一个相态转变为另一个相态的能力。在PCM中，相变材料通常是一种特殊的硒化物合金，例如锗锑碲（Ge2Sb2Te5）。

制造相变存储器的过程主要包括以下几个步骤：

2.1. 材料制备：首先，需要制备相变材料。相变材料通常通过物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）或化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）等技术在基底上进行生长。这些技术可以控制相变材料的成分和结构，以满足存储器的要求。

2.2. 形成电介质：接下来，在相变材料上形成一层薄薄的电介质层。电介质层通常由氧化硅（SiO2）等材料构成，用于隔离相变材料和其它电路部件，确保存储器的稳定性和可靠性。

2.3. 制造导电线路：在电介质层上制造导电线路，通常通过光刻和金属沉积等工艺实现。导电线路用于输送电流以执行数据的写入和读取操作。

2.4. 器件封装：最后，将相变存储器器件封装到芯片或模块中，以保护其结构、提高可靠性，并方便集成到电子设备中。

在PCM中，数据的存储和读取是通过控制电流的方式实现的。当通过导电线路流过适当大小的电流时，会给相变材料提供足够的热量，使其从一个相态转变为另一个相态。这种相变过程在相变材料中产生明显的电阻变化，可以被检测和解读为存储的数据。

总的来说，相变存储器是通过使用特殊的相变材料，并结合适当的工艺和电路设计，实现数据存储和读取功能的一种非易失性存储器技术。

3. 长效存储器（RERAM）：可重构耦合器存储器（ReRAM）是一种基于电阻变化的非易失性存储技术。它具有低功耗、快速读写速度和较高的存储密度，可应用于人工智能、边缘计算和存储类别的应用。

4. 磁阻存储器（MRAM）：磁阻存储器使用磁性材料来存储数据，具有高速读写能力、非易失性和较低的功耗。它可用于嵌入式系统、高速缓存和智能卡等应用。

5. 固态盘（SSD）：固态盘使用闪存存储技术，具有快速读写速度、较低的功耗和无机械部件的特点。它已广泛应用于个人电脑、服务器和数据中心等领域。

6. 光存储器：光存储器使用光学技术来存储数据，具有高密度存储、快速读写速度和长期稳定性等优点。它可应用于长期数据存档、大容量存储和分布式存储系统。

这些技术正在不断发展和改进，将继续推动非易失性存储领域的创新和应用。

非易失性存储（Non-volatile Memory, NVM）技术成果和应用：

1. 3D XPoint：由Intel和Micron合作开发的3D XPoint是一种新型的非易失性存储技术。它采用了一种类似于相变存储器的工作原理，具备比传统闪存更高的读写速度和更长的寿命。3D XPoint已经应用于Intel的Optane固态硬盘（SSD）中，并在高性能存储和数据中心领域得到广泛应用。

2. MRAM：磁阻随机存取存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）是一种使用自旋电子学原理的非易失性存储技术。它具备快速的读写速度、高可靠性和低功耗特性。MRAM可以应用于嵌入式系统、高速缓存、存储器模块等领域。

3. PCM：相变存储器（Phase-Change Memory，PCM）是一种基于材料的非易失性存储技术，利用材料的相变特性来储存数据。PCM具备较快的读写速度和较高的存储密度，可用于嵌入式系统、高速缓存、云存储等场景。

4. RRAM：阻变存储器（Resistive Random Access Memory，RRAM）是一种利用电阻变化来存储数据的非易失性存储技术。它具备高速的读写速度、低功耗和较高的存储密度。RRAM可以应用于物联网设备、人工智能加速器等领域。

这些非易失性存储技术的应用包括高性能存储、嵌入式系统、云计算、人工智能加速、物联网设备等领域。它们的出现使得数据存储更加可靠和高效，推动了各种计算设备和应用的发展。