IBM、奇梦达(Qimonda,英飞凌的子公司)和台湾旺宏电子(Macronix International) 日前共同宣布,合作研发的相变化存储(Phase-Change Memory,PCM)技术获得重大突破,在经过一连串的试产后,首度证实相变化可发生在20纳米尺寸以下的相变化组件上。旺宏电子资深副总卢志远表示,这项成果对十年后半导体技术蓝图提供了重要的可行性验证,并受邀至“国际电子组件大会(IEDM)”及“国际固态电子电路会议(ISSCC)”中发表相关论文。
PCM技术是一种采用了特殊材料作为存储介质的存储新工艺,该工艺一改通常靠改变电相位实现存储目的,而是通过改变存储材料的内部结构达到存储目的,其潜在性能优于普通的闪存工艺,所优点包括:提供了更快的读写速度,具有反复使用功能,以及向单个存储地址写入的能力。尤其是PCM技术内在的灵活性优于目前正在应用中的其它任何非易失性存储器技术,决定了该技术具有很强的前瞻性。尽管当前该技术处于前期开发阶段,但其所具备的多种优势决定该工艺前景光明。
卢志远表示,PCM在非挥发性存储的市场中,虽较其它技术具有更佳的微缩效果,但是始终无法证明其微缩的极限,这次旺宏与IBM、奇梦达等研究团队在试产中证实,仅需要小于100微安(uA,1安=100万微安)的电流,即可在厚度3纳米、宽20纳米的GeSb组件上迅速完成相变化,这项研发成果对目前国际半导体技术蓝图未来十年后才会进入2纳米的预测,提供了可行性的重要例证,具相当的影响性。
卢志远还针对旺宏在非挥发性存储市场的布局进行说明。他表示,旺宏目前主要投入NOR闪存生产,但包括英特尔及飞索(Spansion)等大厂均认为,65纳米以下的NOR制程已不具有微缩的价值,DRAM微缩至65纳米以下,则会面临材料限制,所以需要寻找新的代替方案。由于PCM正好是下一代NOR最好的替代产品,因此旺宏才会与IBM等大厂共同投入PCM的研发工作。
PCM虽然仍处于研发阶段,但因具备高速度、高储存密度、非挥发性等特性,所以被视为兼具闪存及DRAM功能的全面性存储。目前全球主要存储厂均对PCM有所著墨,除了旺宏与IBM、奇梦达等合作PCM研发外,台湾其他DRAM厂力晶、南亚科、茂德、华邦等,也与当地相关部门共同出资投入PCM的研发。
如果该技术得以完美利用,其可以在多种设备上实现应用,包括从电脑服务器到各种消费类电子产品上。
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