生成式AI對于算力、運力和存力的需求與日俱增，如何打破“存儲墻”成為存儲行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與機會。從因AI訓練而爆紅的HBM，再到DDR5、PCIE5.0 SSD、UFS4.0等存儲規(guī)格不斷演進，正是為了加速AI的訓練與推理應用。但另一方面，新型存儲也在AI時代扮演越來越重要的角色，最近國內(nèi)新興存儲企業(yè)也將目光投向于此，并推出新產(chǎn)品等，以期緊跟新型存儲技術的發(fā)展。
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阻變存儲器
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RRAM（Resistive Random Access Memory）意為阻變式存儲器，也稱憶阻器，具有尺寸易于縮小，高速度，低功耗，低成本，易與CMOS工藝兼容等諸多特點。
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阻變存儲器以阻變材料作為存儲介質(zhì)，主要集中于二、三元金屬氧化物，硫系化合物，不同形態(tài)碳以及有機聚合物等。阻變存儲器工作原理為施加電壓（反向偏壓）后，原子在電場作用下移動，在絕緣介質(zhì)內(nèi)部形成（斷裂）微導電絲，使存儲器可以在高電阻和低電阻之間可逆轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)對信號“0”和“1”的存儲。
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阻變存儲器起源于1960年代，包括富士通、Weebit Nano、三星、夏普等公司對其展開了廣泛的研究。英飛凌此前宣布在下一代微控制器Aurix里使用臺積電的嵌入式阻變存儲器，其在臺積電的28納米節(jié)點上制造。
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在消費類電子、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)、汽車電子、數(shù)據(jù)中心等領域，RRAM都將得到廣泛運用。
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近期，國內(nèi)RRAM的研發(fā)和應用也取得可喜的進展。國內(nèi)頭部面板廠商維信諾已完成世界首顆采用嵌入式RRAM（阻變存儲器）存儲技術AMOLED顯示驅(qū)動芯片的開發(fā)和認證。該新型AMOLED顯示驅(qū)動芯片由維信諾與驅(qū)動芯片設計公司昇顯微電子聯(lián)合開發(fā)，存儲器設計公司睿科微電子提供技術支持。
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一直以來，AMOLED顯示屏都面臨顯示屏Mura（顯示亮度不均勻）的技術問題，而傳統(tǒng)設計方案中，內(nèi)置SRAM（靜態(tài)隨機存儲器）、OTP（一次性可編輯存儲器）加外置NOR Flash（閃存）的設計存在生產(chǎn)成本高、參數(shù)讀取速度慢等痛點。
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針對上述痛點，這顆采用嵌入式RRAM存儲技術的新型AMOLED顯示驅(qū)動芯片（RRAM阻變存儲器），集Demura SRAM、OTP和Flash三種功能于一體，通過器件本身電阻值的變化來實現(xiàn)存儲功能。新方案相比傳統(tǒng)方案存儲面積可縮減30%，同時取消了外置Flash，采用RRAM技術可隨時“原地”讀取數(shù)據(jù)，極大地降低了數(shù)據(jù)傳輸所帶來的消耗，真正實現(xiàn)降本增效。
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此外，悅芯科技和?？莆⑦_成戰(zhàn)略合作，成功開發(fā)了國內(nèi)首個基于?？莆RAM IP的芯片量產(chǎn)測試方案，并已正式進入量產(chǎn)。
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相變存儲器
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相變存儲器具有優(yōu)異的等比微縮能力、集成度高、讀寫速度快、循環(huán)壽命長、可實現(xiàn)多值存儲等優(yōu)點，被認為是最有潛力的新興非易失存儲技術，有望作為存儲級內(nèi)存解決閃存和動態(tài)隨機存儲器之間的內(nèi)存墻瓶頸，在存儲及內(nèi)存、人工智能等領域有著廣闊的應用前景。
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相變存儲材料最早由Ovshinsky于1968年發(fā)現(xiàn)。相變存儲器采用硫系化合物為主的相變材料作為信息存儲介質(zhì)，在受熱的作用下，相變材料能在非晶體和晶體狀態(tài)之間實現(xiàn)快速、可逆轉(zhuǎn)換，高電阻的非晶態(tài)和低電阻的晶態(tài)即可用于存儲數(shù)字信號“0”和“1”。
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Intel和美光聯(lián)合研發(fā)的3D-Xpoint存儲技術即傲騰，兼具傳統(tǒng)DRAM、NAND的優(yōu)點，但是持續(xù)虧損，目前英特爾正在逐步淘汰基于3D-Xpoint技術的存儲產(chǎn)品。
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近日，新存科技公布國產(chǎn)新型 3D 存儲器，最高IO速度 3200MT/s，也是屬于相變存儲器。
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新存科技9月23日發(fā)布其自主研發(fā)的國產(chǎn)首款最大容量新型 3D 存儲器芯片 NM101。該新品采用先進工藝制程結合三維堆疊技術，單芯片容量達64Gb。這款高速大容量芯片專為大數(shù)據(jù)時代設計，旨在滿足服務器、智能終端等領域?qū)Υ鎯θ萘亢妥x寫性能的嚴苛需求。
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新存科技官網(wǎng)公布 NM101 芯片的參數(shù)顯示，NM101采用SLC存儲單元類型，最高IO速度3200MT/s，總線位寬為×8，IO電壓為1.2V，支持0℃~+70℃運行溫度。
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新存科技表示 NM101 基于新型材料電阻變化原理，支持隨機讀寫，相比同類產(chǎn)品讀寫速度均可提升10倍以上、壽命也可增加5倍，可搭配業(yè)界合作伙伴的控制芯片，應用于企業(yè)級或消費級高性能存儲產(chǎn)品的開發(fā)。
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據(jù)悉，作為純國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，新存科技的3D PCM（相變存儲器）已經(jīng)處于產(chǎn)業(yè)化的前夜，新存科技與浙江安吉政府合作投建的1萬片/月產(chǎn)能的中試線目前正平穩(wěn)推進，預計2025年即可投產(chǎn)。后續(xù)產(chǎn)線也在規(guī)劃中。
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鐵電隨機存儲器
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FeRAM鐵電存儲器是一種結合了非易失性和隨機存取特性的鐵電隨機存儲器（內(nèi)存）。這種存儲器在斷電的情況下能保留數(shù)據(jù)，不僅不需要備用電池，而且與EEPROM、FLASH等傳統(tǒng)的非易失性存儲器相比，具有優(yōu)越的高速寫入、高讀寫耐久性和低功耗性能。可應用于如汽車電子、安全芯片、可穿戴設備、人工智能等領域。
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鐵電隨機存儲器主要依靠存儲芯片中鐵電材料在電場下極化的翻轉(zhuǎn)來實現(xiàn)信號“0”和“1”的存儲，其極化狀態(tài)在撤掉電場后依然能保持穩(wěn)定，因此可以實現(xiàn)非易失性。鐵電材料于1920年由 Valasek發(fā)現(xiàn)，之后學界長期聚焦鈣鈦礦結構傳統(tǒng)鐵電材料，如BTO和PZT。近年來新發(fā)現(xiàn)的氟石結構摻雜HfO2也具有鐵電性質(zhì)，其良好的可微縮性使其最近成為研究熱點。目前國內(nèi)外有數(shù)家公司和機構進行鉿基鐵電存儲器的研發(fā)，包括富士通、英飛凌等。
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Fujitsu自1999年開始大規(guī)模生產(chǎn)FRAM，擁有超過21年的生產(chǎn)經(jīng)驗，不僅證明FRAM產(chǎn)品的市場認可度，也展示Fujitsu在該領域的深厚技術積累和成熟生產(chǎn)經(jīng)驗。
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富士通半導體的FeRAM陣容包括16Kbit至4Mbit的SPI接口產(chǎn)品和4Kbit至1Mbit的I2C接口產(chǎn)品。電源電壓有3.3V工作和1.8V工作產(chǎn)品。封裝形式包括與EEPROM及串行閃存兼容的SOP，以及可穿戴設備用SON（Small Outline Non-leaded package）和WL-CSP（Wafer Level Chip Size Package）等超小型封裝形式的產(chǎn)品。同時，還有256Kbit至4Mbit的并行存儲器，使用TSOP或SOP封裝形式。在利用SRAM及數(shù)據(jù)保存用電池供電的應用中，并行存儲器被用作進一步降低能耗或減少電池的解決方案。
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磁阻存儲器
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磁阻存儲元件以磁性材料為信息存儲介質(zhì)，磁化方向固定的參考層和磁化方向可變的自由層由絕緣層隔離開。通過磁場調(diào)節(jié)上下兩層磁性層的磁化方向平行或者反平行來建立兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在反平行狀態(tài)時通過此器件的電子會受到比較大的干擾因此表現(xiàn)出較高的阻值；而在平行狀態(tài)時電子受到的干擾較小得到相對低的阻值，可分別用于存儲數(shù)字信號“0”和“1”。
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室溫隧穿磁阻效應于1995年被發(fā)現(xiàn)，引發(fā)了大量的研究，現(xiàn)在已經(jīng)在研發(fā)第二代電流驅(qū)動型自旋轉(zhuǎn)移矩磁阻存儲器STT-MRAM。目前，Everspin、IBM、Spin Transfer Technologies、Qaulcomm、Samsung、Avalanche等公司正在研發(fā)垂直STT-MRAM產(chǎn)品，推進磁阻存儲器的商業(yè)化。
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晶圓代工廠商GlobalFoundries 表示，MRAM技術為要求苛刻的應用提供靈活的數(shù)據(jù)和代碼存儲解決方案。
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GF提供高可靠性的存儲器，確保極低的誤碼率，全面融入22FDX技術，實現(xiàn)MRAM的大規(guī)模量產(chǎn)，提供宏設計服務，特別關注物聯(lián)網(wǎng)特性，如待機功耗優(yōu)化及深度睡眠快速喚醒時間等，支持耐極端溫度和輻射的設計，滿足物聯(lián)網(wǎng)、存儲和代碼應用。