中芯國際為何鎖定瞄準ReRAM？

　　比NAND閃存更快千倍 40納米ReRAM在中芯國際投產(chǎn)引起業(yè)界關(guān)注!曾經(jīng)一度大舉退出內存生產(chǎn)的中芯國際，為何鎖定瞄準ReRAM?主要原因在于ReRAM應用在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)裝置擁有愈長(cháng)的電池續航力，一來(lái)可節省維護成本、二來(lái)有助提高物聯(lián)網(wǎng)基礎設施可持續性。

　　現階段業(yè)界也在尋找可大幅降低物聯(lián)網(wǎng)裝置能源消耗的辦法，為此業(yè)界發(fā)現物聯(lián)網(wǎng)芯片中內嵌“可變電阻式內存”(ReRAM)，有助達成此一節能目標。

　　據報導，若要達到物聯(lián)網(wǎng)應用的能源采用要求，需要導入各式節能策略，即使多數物聯(lián)網(wǎng)裝置設計成可休眠或待命的模式，但再怎么說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)裝置仍有一定比例時(shí)間在運作，因此如何節能仍是一大技術(shù)重點(diǎn)。

　　其中嵌入式內存在協(xié)助物聯(lián)網(wǎng)芯片節能上便扮演要角，因具備低功耗及低電壓操作、單體IC、快速讀寫(xiě)時(shí)間、非揮發(fā)性以及高容量等有助提升物聯(lián)網(wǎng)裝置能源效率的優(yōu)勢。

　　ReRAM不同于傳統Flash內存技術(shù)，ReRAM內存是以字節進(jìn)行尋址，能以小型頁(yè)(page)進(jìn)行建構，因此ReRAM能夠獨立抹除及再寫(xiě)入，能夠大幅簡(jiǎn)化儲存控制器的復雜性。

　　ReRAM儲存單元通常在兩個(gè)金屬電極之間部署一個(gè)切換材料，當施加電壓時(shí)該材料能夠顯現出不同的阻力特性，該切換材料及內存儲存單元如何進(jìn)行組構，就成為決定ReRAM節電性的關(guān)鍵。該切換材料為燈絲納米粒子(Filamentary nanoparticle)，以及不具導電性的非晶硅(a-Si)這類(lèi)簡(jiǎn)易CMOS兼容性材料。

　　例如Crossbar ReRAM技術(shù)，是基于采用對CMOS友善的材料及標準CMOS制程的簡(jiǎn)易兩個(gè)終端裝置結構所開(kāi)發(fā)，能夠輕易與CMOS邏輯電路進(jìn)行整合，且能夠以現有CMOS廠(chǎng)房生產(chǎn)，無(wú)需采特殊的設備或材料。

　　藉由低溫BEOL制程，可將多層ReRAM數組整合至CMOS晶圓之上，用以打造系統單芯片(SoC)及其他擁有大量3D單片內嵌式RRAM儲存的芯片產(chǎn)品。因此相較于傳統Flash內存，ReRAM具備節能、延長(cháng)壽命及讀寫(xiě)延遲等顯著(zhù)優(yōu)勢。

　　在程序化效能及功耗表現上，ReRAM每?jì)Υ鎲挝怀绦蚧哪転?4皮焦耳(pJ)，比傳統NAND Flash表現好上2成以上。另外更低且更可預測的讀寫(xiě)延遲，也有助藉由縮短編碼獲取或數據串流的時(shí)間，達到減少能耗的效果。

　　在系統層次，若能在SoC中內建儲存內存，也有助透過(guò)減少或省去對外部?jì)却娴慕?，在更無(wú)需I/O操作下達到節能功效。值得注意的是，ReRAM技術(shù)是采用一項基于電場(chǎng)的切換機制，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定表現。

　　基于ReRAM能夠內建于SoC、邏輯芯片、模擬芯片及射頻(RF)芯片等各類(lèi)可能的物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù)領(lǐng)域，將有助延長(cháng)物聯(lián)網(wǎng)芯片續航力達數年都無(wú)需更換電池或整顆芯片的程度。除了節能外，ReRAM也具備制程及成本效益、高穩定及可靠性，以及單片IC整合至單芯片物聯(lián)網(wǎng)系統解決方案的效益及技術(shù)優(yōu)勢。

　　有鑒于未來(lái)幾年全球物聯(lián)網(wǎng)應用可望持續蓬勃起飛，若未來(lái)ReRAM技術(shù)成為全球物聯(lián)網(wǎng)芯片主流內存解決方案，將有助除去運算與數據儲存之間的界線(xiàn)，有利于以數據為中心的運算架構發(fā)展。