相变化记忆体

发布时间:2024-06-02 14:14:41 作者:汉语成语

相变化记忆体名称有很多种,包括PCM(PhaseChangeMemory)、PRAM(Phase-changeRAM)等,英特尔、IBM、意法和三星开发PCM,而三星宣布已开始量产512MbPRAM。PRAM是一种非易失性存储技术,用的材料为硫系玻璃,基于硫族材料的电致相变。

发展现状

全球的相变化记忆体分为3大阵营,包括恒忆(Numonyx)/英特尔(Intel)、三星电子(SamsungElectronics)、旺宏/IBM等,其中恒忆和旺宏都称为PCM,三星的产品则称为PRAM。

相变化记忆体最早发明人为S.R.Ovshinsky,於1966年代表美国公司EnergyConversionDevices(ECD)提出1篇美国专利中表示,在硫属化合物(Chalcogenide)中,结晶相与非晶相之间的光学性质及导电度都有显着的不同,而这两项间可进行快速、可逆且稳定的转换,适合做开关(switching)及记忆(memory)之用。

相变化记忆体需要新材料,也就是硫属化合物即锗硒锑GST,在结晶态与非结晶态这两种高、低不同的相变化(PhaseChange)区分中来当作0与1,进而做为记忆体用途。与现有的记忆体NANDFlash和DRAM相比较,仍是各有优缺点。

日前三星宣布将相变化记忆体用在智慧型手机用的MCP(Multi-ChipPackage)晶片,目的是用来取代NORFlash角色,目前推出512Mb产品,且计划在年底前大量导入手机市场,而三星这样的大动作,也宣示相变化记忆体不再只是纸上谈兵的下世代记忆体技术,是真正可以导入终端市场的技术。

再者,恒忆也宣布推出第2款新的相变化记忆体,并成立新的副品牌Omneo,主要是针对需要量身订做的客户来服务,应用范围包含有线及无线通讯、消费电子产品、个人电脑(PC)和嵌入式应用产品等,也是积极将相变化记忆体导入市场的另一案例。

简介

相变化记忆体的每一个存储单元在被加热时呈晶体状表示1,反之则为非晶体表示0,只要施加很小的复位电流就可以实现这两种状态的切换。相比闪存,PRAM在写入新数据前不需要执行擦除原数据的步骤,因此读写速度是普通闪存的30倍,同时其擦写寿命也是闪存的10倍

PRAM优点是高效能和低耗电

优点

相变化记忆体在特性上与多种记忆体有多处相似之处,但特性更佳。其与DRAM及Flash之比较请见图四。其中相变化记忆体具有如同Flash一般的特质,例如非挥发性、可靠的记忆储存能力(Retention)以及MLC(MultiLevelCell)等等。至於在写入速度(WriteSpeed)与写入次数(Endurance)的表现上,相变化记忆体则是远高於Flash,而且逼近於DRAM的读写速度。在元件特性上,相变化记忆体等於是综合了Flash与DRAM的优点;在制程方面,相变化记忆体属於後段制程,容易与CMOS逻辑制程整合,同时又因为其工作原理不同,不受传统元件微小化的规范,可以跨越制程可缩性的鸿沟,对於SoC与独立记忆体(Standalone)都有优异的发展空间。在应用上,相变化记忆体具有低耗电与低电压操作的优点,其写入电压小於2V,不需要复杂且高成本之升压电路设计,而其读取电压则小於1V,完全满足可携式电子产品低操作电压的设计要求。拥有这麽多优点於一身,相变化记忆体因此被称为记忆体。