由中國計算機學(xué)會信息存儲技術(shù)專業(yè)委員會、中國教育部信息存儲系統(tǒng)重點實驗室和DOIT、存儲在線共同舉辦的2016中國閃存峰會在京召開,主題為“關(guān)鍵之年,讓閃存綻放”,來自產(chǎn)業(yè)界的眾多嘉賓圍繞閃存技術(shù)本身將如何演變與發(fā)展,以及閃存競爭的其它存儲芯片技術(shù),存儲系統(tǒng)將會怎樣發(fā)展這些熱點問題進行了精彩的分享。

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計算機學(xué)院研究員方糧講述了憶阻器概念與發(fā)展趨勢,以下為整理內(nèi)容:

憶阻器的概念。1971年,華裔教授蔡少棠提出了憶阻器的概念,根據(jù)現(xiàn)有的四種元器件研究而出,無對應(yīng)器件,僅從理論上做了推導(dǎo)發(fā)表了文章。直到2008年,惠普制作了這樣的器件,測出了當(dāng)時蔡教授預(yù)測的系統(tǒng),而轟動一時。

蔡少棠教授認為,有切換的器件都可以是憶阻器,不管用的是什么材料和結(jié)構(gòu),它的概念擴展非常廣泛。這里會聽到兩個概念,一個是憶阻器,另一個是阻變存儲器。阻變存儲器用于大容量存儲器,而憶阻器不僅僅是阻變的概念,它可以作為神經(jīng)突觸進行熱計算。功能薄膜加入電壓以后電阻改變,根據(jù)應(yīng)用做優(yōu)化,比如說做存儲器件表現(xiàn)出0,1,做實際突觸的話需要在電壓對它的刺激表現(xiàn)出良好的線性,這顯示出了不同的優(yōu)化條件。作為憶阻器來講,存儲密度比較有優(yōu)勢。

但憶阻器的研究離應(yīng)用的距離稍遠,目前的研究進展很迅速,主要是在機理、材料和集成化方面。電阻隨著電壓的變化而變化,電壓保持電阻。阻變的機理,現(xiàn)在有很多不同的模型,還需進一步的研究。另外不同的功能材料會有不同的性能,所以材料方面的研究也很必要,往3D集成的話,可靠性也是一個很重要的問題。我們做了制備測試方面的工作,研究電阻的開關(guān)比和耐久性的測試等基礎(chǔ)工作。

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近幾年,很多大公司都在做這方面的研究,32G的器件模型,雖然是2013年的時候發(fā)布的,但至今并未真正地使用,仍需進一步完善。

憶阻器的發(fā)展趨勢有三方面,在機理方面需要做更多的研究,以及材料、電極對器件的性能的影響。理論研究和實驗制備和測試優(yōu)化有大量的工作。改善RRAM的器件,也會走向3D集成,可靠性、低噪聲,也是不能回避的問題。多值方面也是共性,器件一個單元可以存儲多位,這在經(jīng)濟上有很好的作用。

憶阻器除了存儲還有更多的應(yīng)用領(lǐng)域,神經(jīng)突觸器件,現(xiàn)在很多的研究發(fā)現(xiàn)大腦里面的神經(jīng)突觸,其實憶阻的效應(yīng)和腦電波的刺激是有關(guān)系的。通過建模做內(nèi)腦計算,這是目前熱門的研究領(lǐng)域。器件的使用要求很多,室溫下,電壓要低一點,穩(wěn)定性比較好,保持時間要足夠長,次數(shù)要足夠多,這是高密度集成和高密度讀寫。

憶阻器單元結(jié)構(gòu)簡單,具有高集成度、低功耗特點。機理不夠清晰,機理有待于研究。多值器件的材料正在做廣泛的研究,很多的廠商非常關(guān)注,3D樣片已經(jīng)有了。除了存儲領(lǐng)域的應(yīng)用以外,其在類腦的計算方面也將有更多的應(yīng)用和進展。

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崔歡歡

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