《電子技術(shù)應(yīng)用》
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簡述RRAM工作原理,工程師怎樣讓其秒變3D芯片?

2016-12-21
關(guān)鍵詞: RRAM 3D芯片 新型存儲器

幾年前斯坦福工程師率先開發(fā)的電阻式隨機存取存儲器(RRAM),它是一種新型電腦存儲器,它基于一種新的半導(dǎo)體材料,依賴于溫度和電壓來存儲數(shù)據(jù)。雖然它被證明比當(dāng)前技術(shù)更快,更節(jié)能,但是RRAM的工作原理仍然是一個謎?,F(xiàn)在,一個斯坦福團隊使用了全新工具來研究RRAM,發(fā)現(xiàn)其最佳工作溫度范圍遠低于此前預(yù)期,為更高效的內(nèi)存鋪平了道路。

RRAM及其制造的半導(dǎo)體允許芯片堆疊在彼此之上,使得存儲器和邏輯組件以不能復(fù)制的方式靠近在一起。這些3D“高層”芯片可以解決大數(shù)據(jù)處理延遲,同時延長未來移動設(shè)備的電池壽命,提供更快,更高能效的解決方案。

RRAM工作的基本原理:在自然狀態(tài)下,RRAM材料是絕緣體,阻止電子流動,但是用電場將它們打開,為電子打開一個路徑,讓電子流動,這兩個狀態(tài)之間交替可以形成二進制代碼的基礎(chǔ):即絕緣狀態(tài)表示0,而通過電子的狀態(tài)代表1。

但是RRAM材料需要多少溫度才會導(dǎo)致開關(guān)目前還是未知因素。由于沒有辦法測量由電力產(chǎn)生的熱量,研究人員使用微熱級的熱板狀裝置加熱RRAM芯片。通過監(jiān)測電子何時開始流過RRAM材料,團隊能夠測量材料形成導(dǎo)電通路所需的溫度,并驚喜地發(fā)現(xiàn)其最佳工作溫度范圍在80°F和260°F(26.7和126.7℃)之間,遠低于此前估計的1160°F(626.7℃)。因此,未來的RRAM器件將需要更少的電力來產(chǎn)生這些溫度,使得它們更節(jié)能。

RRAM可能不會在短時間內(nèi)商業(yè)化,成為消費者設(shè)備當(dāng)中的存儲裝置,但研究人員說,這一發(fā)現(xiàn)將有助于加快業(yè)界對這項技術(shù)的理解,并為未來的工作提供更堅實的基礎(chǔ)


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