非揮發(fā)性電阻式記憶體(ReRAM)開(kāi)發(fā)商Crossbar Inc.利用非導(dǎo)電的銀離子-非晶矽(a-Si)為基板材料，并透過(guò)電場(chǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制，開(kāi)發(fā)出號(hào)稱(chēng)比NAND快閃記憶體更快千倍速度的ReRAM元件，同時(shí)就像先前在2016年所承諾地如期實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
根據(jù)Crossbar策略行銷(xiāo)與業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Sylvain Dubois表示，專(zhuān)為嵌入式非揮發(fā)性記憶體(eNVM)應(yīng)用而打造的Crossbar ReRAM提供了更高性能，密度比DRAM更高40倍，耐久度與寫(xiě)入速度更高1,000倍，單晶片尺寸約200mm2左右，即可實(shí)現(xiàn)高達(dá)terabyte(TB)級(jí)的儲(chǔ)存，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與易于制造等優(yōu)點(diǎn)。
Crossbar ReRAM技術(shù)易于配置，以實(shí)現(xiàn)低成本制造
該ReRAM元件目前正由其合作伙伴中芯國(guó)際(SMIC)進(jìn)行生產(chǎn)，SMIC最近已宣布為客戶(hù)出樣40nm CMOS制程的ReRAM晶片。除了量產(chǎn)40nm ReRAM，預(yù)計(jì)不久也將實(shí)現(xiàn)28nm CMOS的生產(chǎn)。Dubois預(yù)期這一時(shí)間大約就在2017年的上半年，但他并未透露是否仍沿用SMIC還是其他代工廠(chǎng)為其生產(chǎn)28nm CMOS。
Crossbar成立于2010年，迄今已籌措超過(guò)8,000萬(wàn)美元的資金，包括獲得來(lái)自中國(guó)創(chuàng)投公司Northern Light Venture Capital的支持。該公司目前正尋求透過(guò)知識(shí)財(cái)產(chǎn)權(quán)(IP)的授權(quán)業(yè)務(wù)模式。
Crossbar是目前競(jìng)相投入開(kāi)發(fā)非揮發(fā)性記憶體(NVM)技術(shù)的多家公司之一；NVM技術(shù)可望用于取代快閃記憶體，并可微縮至28nm以及更先進(jìn)制程。尤其是在相變記憶體無(wú)法成功用于商用市場(chǎng)后，ReRAM已被業(yè)界視為一種更可能取得成功的備選技術(shù)。不過(guò)，ReRAM技術(shù)也有多種版本，在許多情況下，可能無(wú)法完全深入了解在其切換和失效模式背后的原理。有些人甚至指出磁性記憶體(MRAM)可能會(huì)是在28nm節(jié)點(diǎn)勝出的非揮發(fā)性記憶體。
另一種競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)是基于碳奈米管(CNT)薄層的非揮發(fā)性記憶體，由Nantero Inc.所提供。該公司已將其CNT RAM技術(shù)授權(quán)給無(wú)晶圓廠(chǎng)晶片公司——富士通半導(dǎo)體(Fujitsu Semiconductor)，用于其55nm及其后的40nm先進(jìn)制程中。
「有些應(yīng)用需要16Mbit或更高位元的記憶體，有些則不需要。我們正致力于處理更大的巨集，但也讓客戶(hù)開(kāi)發(fā)自家的ReRAM巨集，」Dubois說(shuō)。
ReRAM已經(jīng)明顯表現(xiàn)出優(yōu)于快閃記憶體的優(yōu)點(diǎn)了，包括20奈秒(ns)的讀取延遲以及12ns的寫(xiě)入延遲，相形之下，快閃記憶體還存在幾毫秒的延遲。Dubois解釋?zhuān)肝覀兊募夹g(shù)并不存在區(qū)段擦除(block erase)，因而能夠重新寫(xiě)入單個(gè)位元組。」至于其耐久性，Dubois強(qiáng)調(diào)，Crossbar可確保達(dá)到100k次的讀寫(xiě)周期。他說(shuō)：「對(duì)于這些應(yīng)用，100k是一般鎖定的目標(biāo)，但我們持續(xù)使其推向更高的穩(wěn)定度?！?/p>
Crossbar ReRAM內(nèi)建選擇特性，能使記憶體單元在1T1R陣列中實(shí)現(xiàn)超低延遲的讀取，或在1TnR陣列中實(shí)現(xiàn)最佳面積效率(4F2單元)
Crossbar目前正推動(dòng)雙軌業(yè)務(wù)策略，一方面針對(duì)嵌入式非揮發(fā)性應(yīng)用研發(fā)ReRAM，另一方面則作為高容量獨(dú)立型記憶體的技術(shù)開(kāi)發(fā)者。盡管Crossbar在2016年快閃記憶體高峰會(huì)(Flash Memory Summit)與2017年國(guó)際消費(fèi)性電子展(CES)上仍以選用元件展示其進(jìn)行交叉點(diǎn)陣列的能力，但以技術(shù)成熟度來(lái)看，嵌入式非揮發(fā)性記憶體大約超前一年以上。
Crossbar并聲稱(chēng)具備為其密集交叉點(diǎn)記憶體陣列進(jìn)行3D堆疊的能力，使其得以微縮至10nm以下，并為每單元儲(chǔ)存多個(gè)位元，從而在單一晶片上實(shí)現(xiàn)高達(dá)TB級(jí)的高容量非揮發(fā)性記憶體。
Dubois表示，Crossbar正與一家或多家公司合作，共同創(chuàng)造高容量的分離式ReRAM元件，同時(shí)也將采用授權(quán)業(yè)務(wù)模式。但他并未透露是哪幾家合作伙伴或獲授權(quán)的業(yè)者。
然而，Crossbar強(qiáng)調(diào)，未來(lái)將會(huì)以自家公司品牌開(kāi)發(fā)獨(dú)立的記憶體，以便在編碼儲(chǔ)存取代NOR快閃記憶體，以及在資料儲(chǔ)存方面取代NAND快閃記憶體?！笧榱诉M(jìn)軍這一市場(chǎng)，必須與其他業(yè)者合作，形成強(qiáng)大的策略聯(lián)盟，」Dubois表示，「我們的目標(biāo)是成為記憶體產(chǎn)業(yè)的ARM！」
Dubois指出，Crossbar的客戶(hù)尚未商用化量產(chǎn)其嵌入ReRAM的IC，而今在從SMIC取得樣片后，預(yù)計(jì)后續(xù)的發(fā)展將會(huì)加速。「對(duì)于公司和市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，目前正是關(guān)鍵的階段。我們必須證明其可靠性。」