ReRAM技术具成本及制程优势

新世代记忆体市场竞争加剧　ReRAM技术具成本及制程优势

新世代记忆体技术着重物联网、人工智慧、行动运算和资料中心的应用。

快闪记忆体的普及虽增加了新世代非挥发性记忆体打入市场的难度，但还是阻止不了竞争的出现，新创公司Crossbar的可变电阻式随机存取记忆体(ReRAM)便是其中一种被看好可取代快闪记忆体的技术。

根据Electronic Design报导，ReRAM的单元使用非常基本的物理，方便进行立体堆叠，也可以适应非常小的制程节点，电阻的切换是以矽材质中的形成的奈米游丝(nanofilament)为基础，提供设计人员材料及记忆单元方面的弹性，将效能最佳化。

ReRAM技术开发商须克服的挑战通常为：克服温度敏感性、与标准CMOS技术和制程的整合、限制漏电流对资料存取稳定性的影响。Crossbar的策略行销和业务开发副总裁Sylvain Dubois表示，该公司的ReRAM技术可相容于CMOS材质和标准CMOS制程，加上利用电场作为切换机制，因此记忆单元在大范围的温度下都可维持稳定。

Crossbar ReRAM可轻易与CMOS逻辑电路整合，使用现有CMOS晶圆厂生产，不需要任何特殊设备或材料，其独家的内建选择器可以克服漏电流问题，单一电晶体可驱动高达2,000个电阻式记忆单元，而且功耗非常低。由于记忆体阵列的排列十分密集，因此具有高度延展性，适用10奈米以下的制程。

与传统快闪记忆体技术相比，Dubois表示，Crossbar ReRAM属于后段制程技术(BEOL)，可以重复生产记忆单元所需的处理步骤以打造密度非常高的3D ReRAM交叉点阵列。它的读取延迟比快闪记忆体低了100倍，写入效能更高出1,000倍，可以达到3D NAND双倍的密度。

商用部署方面，Crossbar正以中芯国际的40奈米制程增加产量，并签署协议将技术授权给十几家微控制器(MCU)和系统单晶片(SoC)厂商。Dubois指出，目前公司的研发重心放在用于物联网(IoT)、人工智慧(AI)和工业应用的嵌入式ReRAM IP，并计划导入28奈米及更先进制程节点，以便打入资料中心市场作为储存级记忆体(SCM)。

Dubois表示，Crossbar ReRAM比基于相变式记忆体(PCM)的3D XPoint更容易制造，从商业发展的角度来看，多一些竞争者共同创造新的市场区块是有益的，而且可以说服资料中心或行动运算重新思考系统架构，更有效率地整合这些新型加值、储存级记忆体解决方案。

Crossbar ReRAM的目标市场应用与磁阻式记忆体(MRAM)或PCM并不完全相同，MRAM主要用来取代低密度的SRAM，PCM则受限于高电流产生的热能及串扰(crosstalk)问题，而无法延展至更小的制程节点。透过低能量与低电压运作、与运算核心的单一整合，以及更快的读取与位元组定址写入速度，Dubois看好Crossbar ReRAM这类非挥发性记忆体技术能帮助解决嵌入式物联网面临的效能和功率挑战。