來源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自semiconductor，謝謝。

在一項(xiàng)有望極大地推進(jìn)電阻RAM (RRAM)設(shè)備的內(nèi)存儲(chǔ)能的突破中，CEA-Leti提出了一種“新穎的方法”，允許這些設(shè)備作為儲(chǔ)能元件和內(nèi)存運(yùn)行，這取決于施加的偏差。

內(nèi)存能量是內(nèi)存計(jì)算的一個(gè)補(bǔ)充特性，這是CEA-Leti路線圖中的一個(gè)重點(diǎn)。它可以顯著減少能源使用，因?yàn)榛赗RAM的電池具有高度的可擴(kuò)展性和動(dòng)態(tài)分配性，而且它們可以放置在靠近處理器的內(nèi)存塊旁邊。當(dāng)處理器需要峰值功率(通常來自外部電源)時(shí)，將電源放置在處理器附近特別有幫助。

這減少了傳輸線上的電力消耗，同時(shí)提高了電力輸送網(wǎng)絡(luò)(PDN)的效率。除了顯示出更高的能量和功率密度外，CEA-Leti提出的混合雙行為器件也與CMOS制造工藝兼容。

CEA-Leti的高級(jí)專家Ga?lPillonet表示：“我們的工作試圖用一種創(chuàng)新的方法來解決現(xiàn)代對(duì)節(jié)能計(jì)算的需求，這與當(dāng)前最先進(jìn)的解決方案截然不同。這種能力將是非常有益的，允許本地化和高帶寬的能源供應(yīng)到附近的處理單元和內(nèi)存。我們的研究是關(guān)于在RRAM中實(shí)際實(shí)施納米電池效應(yīng)的可行性的第一份報(bào)告，量化了能量和功率密度的能力，并與當(dāng)前的最佳解決方案進(jìn)行了比較?！?/span>

RRAM因其在可擴(kuò)展性、成本和CMOS工藝兼容性方面的良好性能，被認(rèn)為是下一代內(nèi)存的主要候選者。

研究結(jié)果在《先進(jìn)電子材料》雜志的一篇題為《電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的記憶能量應(yīng)用》（InMemory Energy Application for Resistive Random-Access Memory）中進(jìn)行了報(bào)道。

高能量和功率密度是由于研究中的 RRAM 設(shè)備依賴感應(yīng)電流的過程中將信息存儲(chǔ)在活動(dòng)體積內(nèi)，從而使提取的值（功率和能量密度）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過靜電電容器，可與微型超級(jí)電容器相媲美。

此外，該技術(shù)具有更大的可擴(kuò)展性：電池的面積低至10-7平方毫米，而不損失儲(chǔ)能能力，而超級(jí)電容器的面積約為10-3平方毫米。這意味著該設(shè)備的可擴(kuò)展性是最小功耗的微型超級(jí)電容的104倍。

RRAM器件的小物理尺度允許其具有高能量可擴(kuò)展性，其中包括亞納米厚的部分長絲來存儲(chǔ)能量：典型的器件面積在[0.1-1]10-7平方毫米范圍內(nèi)，并預(yù)計(jì)在不久的將來會(huì)縮小規(guī)模。

這些能量消耗削減、雙行為設(shè)備的預(yù)計(jì)應(yīng)用包括能量到內(nèi)存(NAND和NOR Flash)、能量到邏輯(物聯(lián)網(wǎng)處理器)和神經(jīng)形態(tài)應(yīng)用(突觸技術(shù))。

“我們的研究指出，與標(biāo)準(zhǔn)固態(tài)電池和微型超級(jí)電容器不同，RRAM中的能量存儲(chǔ)具有類似于記憶效應(yīng)的'局部’特性，因此不會(huì)隨著設(shè)備面積的增加而增加，”該論文的作者之一、博士研究員保拉·特羅蒂(Paola Trotti)說?！耙虼?，減小樣品的尺寸，并將它們平行連接，應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)更高的能量密度。此外，CMOS兼容性支持降低比例，這將隨著更先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)而增加?！?/span>

這項(xiàng)研究只是第一步。未來的工作目標(biāo)是量化輸出電壓，循環(huán)效率，放電模式下的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰亢凸β拭芏饶芰Γ约斑m當(dāng)?shù)耐鈬娐穪硖幚韮?nèi)存/儲(chǔ)能雙操作。更迫切的是，將探索新的設(shè)計(jì)解決方案，優(yōu)化內(nèi)存和能源性能，將該技術(shù)帶入應(yīng)用水平。