中芯國(guó)際投產(chǎn)比NAND閃存更快千倍 40納米R(shí)eRAM引起業(yè)界高度關(guān)注！曾經(jīng)一度大舉退出內(nèi)存生產(chǎn)范疇的中芯國(guó)際，如今為何鎖定瞄準(zhǔn)ReRAM？主要是因?yàn)镽eRAM應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)裝置擁有超長(zhǎng)的電池續(xù)航力，一來(lái)可降低維護(hù)成本、二來(lái)有助提升物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)性。
       現(xiàn)階段業(yè)界也在探索可以大幅降低物聯(lián)網(wǎng)裝置能源消耗的方法，因此業(yè)界發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)芯片中內(nèi)嵌“可變電阻式內(nèi)存”(ReRAM)，有希望達(dá)成此一節(jié)能目標(biāo)。
      據(jù)媒體報(bào)道，如果想要達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的能源采用標(biāo)準(zhǔn)要求，需要導(dǎo)入各式節(jié)能策略，縱然多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)裝置設(shè)計(jì)成可休眠或待命的模式，但是物聯(lián)網(wǎng)裝置仍有一段時(shí)間在運(yùn)作，因此如何節(jié)能依然是一項(xiàng)技術(shù)重點(diǎn)。
       其中嵌入式內(nèi)存在協(xié)助物聯(lián)網(wǎng)芯片節(jié)能上便扮演要角，因具備低功耗及低電壓操作、快速讀寫(xiě)時(shí)間、單體IC、高容量以及非揮發(fā)性等有助提高物聯(lián)網(wǎng)裝置能源效率的優(yōu)勢(shì)。
      ReRAM與傳統(tǒng)Flash內(nèi)存技術(shù)有許多不同，ReRAM內(nèi)存是以字節(jié)進(jìn)行尋址，能以小型頁(yè)(page)進(jìn)行建構(gòu)，因此ReRAM能夠獨(dú)立抹除及再寫(xiě)入，能夠大幅簡(jiǎn)化儲(chǔ)存控制器的復(fù)雜性。ReRAM儲(chǔ)存單元通常在兩個(gè)金屬電極之間部署一個(gè)切換材料，當(dāng)施加電壓時(shí)該材料會(huì)出現(xiàn)不同的阻力特性，該切換材料及內(nèi)存儲(chǔ)存單元如何進(jìn)行組構(gòu)，就成為決定ReRAM節(jié)電性的關(guān)鍵。該切換材料為燈絲納米粒子(Filamentary nanoparticle)，以及不具導(dǎo)電性的非晶硅(a-Si)這類簡(jiǎn)易CMOS兼容性材料。
      比如Crossbar ReRAM技術(shù)，是基于采用對(duì)CMOS友善的材料及標(biāo)準(zhǔn)CMOS制程的簡(jiǎn)易兩個(gè)終端裝置結(jié)構(gòu)所開(kāi)發(fā)，能夠輕易與CMOS邏輯電路進(jìn)行整合，且能夠以現(xiàn)有CMOS廠房生產(chǎn)，無(wú)需采特殊的設(shè)備或材料。
      藉由低溫BEOL制程，可將多層ReRAM數(shù)組整合至CMOS晶圓之上，用以打造系統(tǒng)單芯片(SoC)及其他擁有大量3D單片內(nèi)嵌式RRAM儲(chǔ)存的存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品。因此相較于傳統(tǒng)Flash內(nèi)存，ReRAM具備節(jié)能、延長(zhǎng)壽命及讀寫(xiě)延遲等顯著優(yōu)勢(shì)。
      在程序化效能及功耗表現(xiàn)上，ReRAM每?jī)?chǔ)存單位程序化耗能為64皮焦耳(pJ)，比傳統(tǒng)NAND Flash表現(xiàn)好上2成以上。另外更低且更可預(yù)測(cè)的讀寫(xiě)延遲，也有助藉由縮短編碼獲取或數(shù)據(jù)串流的時(shí)間，達(dá)到減少能耗的效果。
      在系統(tǒng)層次，若能在SoC中內(nèi)建儲(chǔ)存內(nèi)存，也有助透過(guò)減少或省去對(duì)外部?jī)?nèi)存的近用，在更無(wú)需I/O操作下達(dá)到節(jié)能功效。值得注意的是，ReRAM技術(shù)是采用一項(xiàng)基于電場(chǎng)的切換機(jī)制，因此可創(chuàng)造高度可靠性及在較廣泛不同溫度情況下的高穩(wěn)定表現(xiàn)。
       基于ReRAM能夠內(nèi)建于邏輯芯片、SoC、模擬芯片及射頻(RF)芯片等各類可能的物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù)領(lǐng)域，將有助延長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng)芯片續(xù)航力達(dá)數(shù)年都無(wú)需更換電池或整顆芯片的程度。除了節(jié)能外，ReRAM也具備制程及成本效益、可靠性以及高穩(wěn)定，以及單片IC整合至單芯片物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案的效益及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
      有鑒于未來(lái)幾年全球物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可望持續(xù)蓬勃起飛，若未來(lái)ReRAM技術(shù)成為全球物聯(lián)網(wǎng)芯片主流內(nèi)存解決方案，將有助除去運(yùn)算與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存之間的界線，有利于以數(shù)據(jù)為中心的運(yùn)算架構(gòu)發(fā)展。