[和平与芯片]以D-RAM速度进行类NAND存储…下一代存储器走向如何

by Kim Pyeonghwa

Published 23 Jan.2023 07:30(KST)

Updated 06 Feb.2023 07:44(KST)

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结合DRAM与NAND优点的新型存储器
在期待中崛起的P·M·R RAM 成品尚未问世
下一代存储器应用研究正火热展开

编者按被称为现代产业“粮食”的半导体，是我们每天都会听到的词汇，但真要开口解释时却往往语塞。《Piece & Chips》将用最浅显易懂的方式，帮您理解复杂的半导体概念和整个产业脉络。您只需“端好勺子”即可。

[亚洲经济记者 Kim Pyeonghwa] 代表性的存储半导体有DRAM和NAND闪存。两种产品都名副其实地承担着“存储器”这一品类名称所对应的信息存储功能。

差异体现在断电之后。DRAM在断电后，已存储的信息会消失，而NAND中的信息则会保留。这就是DRAM被称为易失性存储器、NAND被称为非易失性存储器的原因。

数据处理速度也不同。尽管NAND的性能正在不断提升，但DRAM的处理速度依然更快。可以理解为，两种产品发挥着相互补充的作用。

三星电子上个月公开的16纳米级16Gb DDR5 DRAM产品。三星电子供图

正因如此，自过去起就不断有人尝试，想要只取两种产品的优点，推出全新的存储器。目标是找到一种即使断电信息也不会消失、同时处理速度又快的下一代存储器。

半导体业界和学界迄今研究的下一代存储器包括：▲相变存储器（P-RAM） ▲自旋注入磁化翻转存储器（M-RAM） ▲阻变式存储器（R-RAM）等。P-RAM也被称为PC-RAM，M-RAM也被称为STT-MRAM，R-RAM也被称为ReRAM。

据介绍，P-RAM是通过特定物质的相变来存储信息，M-RAM则利用磁性的特性来存储信息。R-RAM的不同之处在于，它是通过向特定物质施加电压来存储信息。

NAND与DRAM对比表 / 图片来源三星电子半导体官网截图

自2010年代起，半导体业界就积极布局，力图推出下一代存储器产品。三星电子在2011年收购了美国M-RAM开发公司Grandis。SK海力士也在2011年和2012年分别与日本东芝、美国IBM展开合作，着手开发M-RAM和P-RAM。

此后，关于半导体企业进军下一代存储器业务的消息也不时传出，但最终仍未能推出可以替代现有存储器的成熟产品。相关技术的行业标准目前也尚未确立。

永进专门大学半导体电子系列教授 Eom Jaecheol 表示：“全球范围内相关研究非常活跃，我们也将其作为政策课题推进开发，但要把（下一代产品）的性能提升到可以作为主存使用的水平，仍存在局限。”

SK海力士去年推出的238层四维（4D）NAND闪存 / SK海力士供图

近期，基于下一代存储器技术的应用研究愈发活跃。负责开发半导体技术的政府跨部门组织——下一代智能半导体事业团，正为推出人工智能（AI）半导体而研究突触器件，据悉在此过程中正在利用下一代存储器技术。

三星电子综合技术院去年还首次在全球实现了基于M-RAM的存内计算。存内计算是在存储器内部同时完成数据存储和运算功能，使AI半导体成为可能的一项技术。

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本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。