单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存
  • 上方文Q
  • 2013年08月06日 17:27
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美国加州创业公司Crossbar, Inc.经过长期沉默后突然爆发,宣布了自主研发的全新大容量、高性能非易失性存储技术“Crossbar Resistive RAM”(电阻式记忆体/RRAM),号称可在200平方毫米大小(基本上就相当于个拇指盖)的芯片里存储最多1TB数据。

Crossbar同时宣布,已经在一家商业晶圆厂内开发出了可工作的Crossbar存储阵列,完整集成了单片电路CMOS控制器,从而迈出了投入实用的里程碑一步,而不仅仅是停留在幻灯片上。

目前,Crossbar已经完成了该原型的定性、优化,首款产品将会面向嵌入式SoC市场,并向SoC厂商开放技术授权,不过RRAM的适用范围极广,包括消费电子、手机、平板机、企业存储、固态硬盘、云计算、工业联网设备、损耗计算、安全支付等等,基本上NOR、NAND存在的地方都可以涉足。

Crossbar RRAM本身就是简单的三层式结构,所以能够进行3D堆叠,进一步扩大容量,而且兼容主流的CMOS制造工艺。

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存 RRAM 3D堆叠阵列

Crossbar宣称,相比于当今最先进的NAND闪存,这种新型存储技术能带来20倍的写入性能(140MB/s VS. 7MB/s)、10倍的可靠性和耐用性(125℃下十年VS. 85℃下一至三年)、1/20的功耗,而内核面积可以小一半还要多——官方数据是同样的25nm 8GB,NAND闪存需要167平方毫米,RRAM只需77平方毫米。

另外,NAND闪存在25nm工艺之后出现了严重的性能下滑、寿命缩短问题,RRAM则可以一路走到5nm甚至更远。

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存 RRAM、NAND内核面积比较

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存 RRAM相比于NAND的诸多优势

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存 兼容CMOS工艺

Crossbar RRAM的每一个存储单元都放置在横竖交错的互连层中间,形成顶部金属电极、中间切换媒介、底部电极的结构,纳米粒子可以在中间形成上下联通的导电通路。 

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存

下图就是一个简单的四层堆叠阵列。最底部是CMOS控制器电路,因为就在存储阵列下方可以节省内核空间,也不需要大型的高压晶体管。中间部分是两个镀金属层,用于在控制器电路、存储阵列之间传输信号。

单芯片1TB!Crossbar RRAM挑战闪存

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