单芯片1TB！Crossbar RRAM挑战闪存

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。

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。

RRAM、NAND内核面积比较

RRAM相比于NAND的诸多优势

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。

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。