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?中國研發新型存儲芯片:性能快了100萬倍

文章出處:半導體 責任編輯:上海現易電子元器件有限公司 發表時間:2020-11-10

相比三星、東芝、美光等公司,中國現在DRAM內存、NAND閃存技術上要落后多年,不過中國的科研人員也一直在追趕最新一代技術,前不久有報道稱中國投資130億元開建PCM相變內存,性能是普通存儲芯片的1000倍,現在更厲害的來了——復旦大學微電子學院教授張衛、周鵬帶領的團隊研發了一種新的二維非易失性存儲芯片,他們使用了半導體結構,研發的存儲芯片性能優秀,是傳統二維存儲芯片的100萬倍,而且性能更長,刷新時間是內存的156倍,也就是說具備更強的耐用性。



DIY玩家應該知道內存、閃存各自的優缺點——內存速度極快,但是斷電就會損失數據,而且成本昂貴,閃存的延遲比內存高一個量級,但好處就是能保存數據,同時成本更低,所以業界一直在尋找能同時具備內存、閃存優點的存儲芯片,也就是能保存數據的同時具備極快的速度。


英特爾研發的3D XPoint閃存就有類似的特性, 號稱性能是閃存的1000倍,耐用性是閃存的1000倍,前面新聞提到的PCM相變存儲也是類似的技術,能夠在斷電時保存數據同時性能類似內存,只不過這些新型存儲芯片現在還沒有達到內存、閃存這樣成熟的地步。


中國學者研發的存儲芯片也是這個方向的,根據他們發表在《自然·納米技術》雜志上的論文來看,他們研發的存儲芯片使用的不是傳統芯片的場效應管原理,因為后者在物理尺寸逐漸縮小的情況下會遇到量子效應干擾,所以張衛、周鵬團隊使用的是半浮柵極(semi-floating gate)晶體管技術,他們據此展示一種具有范德·瓦爾斯異質結構的近非易失性半浮柵極結構,這種新型的存儲芯片具備優異的性能及耐用性。


具體來說,與DRAM內存相比,它的數據刷新時間是前者的156倍,也就是能保存更長時間的數據,同時具備納秒(ns)級的寫入速度(NAND閃存的延遲一般在毫秒級),與傳統二維材料相比其速度快了100萬倍。,所以這種新型內存有望縮小傳統內存與閃存之間的差距。


當然,這個技術進展還是很不錯的,只是別指望技術很快量產,更不可能在未來兩三年內進入市場,但凡同時具備DRAM、NAND優點的新型存儲芯片都有這個問題,并沒有成熟到量產上市的地步,傳統內存、閃存還有很長的壽命。

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