闪存终结者忆阻器或于2013年商用化

惠普实验室资深院士Stan Williams声称，该公司自2008年开始研发，基于“忆阻器”技术的两端点、非挥发性存储器技术，可望在未来18个月内投入市场，甚至取代闪存。

“我们有很多相关计划，也正和Hynix半导体公司合作，打算在2013年推出同样针对固态驱动市场，可用来取代闪存的产品，”William稍早前在国际电子论坛(International Electronics Forum)上表示。

HP的一位发言人表示目前尚未有确切的忆阻器产品发展蓝图，但他证实“HP的目标是在2013年底前看到忆阻器产品。”

 Williams表示，忆阻器在改变位元状态、读/写时间、保留或擦除数据等方面的性能都相当引人瞩目，具有取代闪存的潜力。因此“在2014/2015左右我们将进入后DRAM和SRAM世代，”  Williams对于推动忆阻器快速成为通用存储器相当有信心。

 Williams拒绝评论有关HP和Hynix目前在制程技术、记忆体容量或是记忆效应材料等方面的研发细节。“我们在Hynix的晶圆厂中试制了数百片晶圆。我们对目前的进展很满意。”不过，Williams仍未透露首个商用化记忆体是否会是多层元件。

当发展这项技术的成本成为一种挑战时，便有可能成为未来与量产型闪存市场竞争的阻碍。对此Williams指出，在每位元价格的基础上，若不计NRE费用，我们是有可能实现更低成本的。

结合了存储器与电阻特性的忆阻器，最初是柏克莱大学教授蔡少棠(Leon Chua)于1971年提出的两端点元件电器特性的理论。而到了2008年，HP在《Nature》上提出了一篇论文，结合了两端点钛氧化物元件的IV特性和蔡少棠所预测的忆阻器特性。“我们发现，在纳米级架构中移动少数几个原子，就能改变三个数量级的阻值。事实上，许多纳米元件都具备固有的忆阻(memresistive)行为，”他说。

过去三年来，惠普已经累积了约500个忆阻器专利。他也承认，相变存储器(PCM)、电阻式RAM(RRAM)和其他的两端点存储器也都可归类为忆阻器类型元件。Williams也表示，目前也有许多其他公司正在研究金属氧化物电阻RAM，三星目前也有一个比惠普更大的团队在进行研究。

Williams指出，忆阻存储器开关或电阻式RAM元件在存储器容量方面都胜过闪存。“我们能超越最先进闪存达一倍之多。”

蕴涵逻辑和突触

 Williams比较了HP的电阻式RAM和闪存技术，并声称其电阻式RAM在所有比较项目中均可达到或超越闪存的性能。据表示，其读取时间少于10ns，而写入/擦除时间约为0.1ns。另外，最近测量结果显示，HP元件的资料保存能力大约可达到10^12周期。

忆阻器存储器的最大优点之一，在于它的结构简单，因此它能采用全球晶圆厂在制造CMOS兼容元件时所使用的通用材料。

这可望在逻辑电路顶端建构出作为一层额外的高密度非挥发性存储器。“我们可以为处理器芯片上的每一个核心提供2GB存储器。将非挥发性存储器放置在逻辑芯片顶端，可以让摩尔定律再延续20年，”Williams说。

Williams进一步表示，忆阻器可在CMOS上布林逻辑占用的一小部份区域内，用于“蕴涵逻辑”(implication logic)方法的运算。此外，忆阻器元件也能良好地模拟大脑中的突触。

最后，Williams强调，HP并不打算进军半导体业务，但将对所有寻求让该技术商业化和技术授权的人敞开大门。