相變存儲器晶元
A. 什麼是相變存儲器
相變存儲器簡稱PCM，是基於奧弗辛斯基在20世紀60年代末提出的奧弗辛斯基電子效應的存儲器。
奧弗辛斯基電子效應是指材料由非晶體狀態變成晶體，再變回非晶體的過程中，其非晶體和晶體狀態呈現不同的反光特性和電阻特性，因此可以利用非晶態和晶態分別代表「0」和「1」來存儲數據。
相變存儲器比起當今主流產品具有多種優勢，有望同時替代公眾熟知的兩大類存儲技術，如應用於U盤的可斷電存儲的快閃記憶體技術，又如應用於電腦內存的不斷電存儲的DRAM技術。
在存儲密度方面，目前主流存儲器在20多納米的技術節點上出現極限，無法進一步緊湊集成；而相變存儲器可達5納米量級。在存儲速度方面，相變存儲器的存儲單元比快閃記憶體快100倍，使用壽命也達百倍以上。
B. 剛看到新聞，寧波某公司研究出中國收個相變存儲器晶元。
好像要投資好多個億，這個東西現在是沒有價格的，要到完全市場化還需要時間。
C. 我國具有自主知識產權的相變存儲器PCRAM晶元誰家生產
中國科學院上海微系統與信息技術研究所
D. 相變存儲器的介紹
相變存儲器，簡稱PCM，相變存儲器就是利用特殊材料在晶態和非晶態之間相互轉化時所表現出來的導電性差異來存儲數據的。相變存儲器通常是利用硫族化合物在晶態和非晶態巨大的導電性差異來存儲數據的一種信息存儲裝置。2015年，《自然·光子學》雜志公布了世界上第一個或可長期存儲數據且完全基於光的相變存儲器。
E. 相變存儲OUM是什麼
相變存儲器(OUM)
奧弗辛斯基(Stanford
Ovshinsky)在1968年發表了第一篇關於非晶體相變的論文，創立了非晶體半導體學。一年以後，他首次描述了基於相變理論的存儲器：材料由非晶體狀態變成晶體，再變回非晶體的過程中，其非晶體和晶體狀態呈現不同的反光特性和電阻特性，因此可以利用非晶態和晶態分別代表「0」和「1」來存儲數據。後來，人們將這一學說稱為奧弗辛斯基電子效應。相變存儲器是基於奧弗辛斯基效應的元件，因此被命名為奧弗辛斯基電效應統一存儲器(OUM)，如圖2所示。從理論上來說，OUM的優點在於產品體積較小、成本低、可直接寫入(即在寫入資料時不需要將原有資料抹除)和製造簡單，只需在現有的CMOS工藝上增加2~4次掩膜工序就能製造出來。
OUM是世界頭號半導體晶元廠商Intel公司推崇的下一代非易失性、大容量存儲技術。Intel和該項技術的發明廠商Ovonyx
公司一起，正在進行技術完善和可製造性方面的研發工作。Intel公司在2001年7月就發布了0.18mm工藝的4Mb
OUM測試晶元，該技術通過在一種硫化物上生成高低兩種不同的阻抗來存儲數據。2003年VLSI會議上，Samsung公司也報道研製成功以Ge2Sb2Te5(GST)為存儲介質，採用0.25mm工藝制備的小容量OUM，工作電壓在1.1V，進行了1.8x109
讀寫循環，在1.58x109循環後沒有出現疲勞現象。
不過OUM的讀寫速度和次數不如FeRAM和MRAM，同時如何穩定維持其驅動溫度也是一個技術難題。2003年7月，Intel負責非易失性存儲器等技術開發的S.K.Lai還指出OUM的另一個問題：OUM的存儲單元雖小，但需要的外圍電路面積較大，因此晶元面積反而是OUM的一個頭疼問題。同時從目前來看，OUM的生產成本比Intel預想的要高得多，也成為阻礙其發展的瓶頸之一。
F. 時代芯存的相變存儲器有什麼優勢
時代芯存生產的相變存儲器的存儲速度要比傳統的同類型的存儲器產品要快千倍，除了在讀寫速度上的巨大優勢外，在產品的穩定性，功耗，抗輻射性能都具有獨特的優勢。 大大的贊哦。
G. PCM與ADPCM區別
一、概念不同
1、PCM
脈沖編碼調制(Pulse Code Molation,PCM)，由A.里弗斯於1937年提出的，這一概念為數字通信奠定了基礎，60年代它開始應用於市內電話網以擴充容量，使已有音頻電纜的大部分芯線的傳輸容量擴大24～48倍。
2、ADPCM
ADPCM (ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Molation)，是一種針對16bit (或者更高) 聲音波形數據的一種有損壓縮演算法，它將聲音流中每次采樣的 16bit 數據以 4bit 存儲，所以壓縮比1:4。而壓縮/解壓縮演算法非常的簡單，所以是一種低空間消耗，高質量聲音獲得的好途徑。
二、原理不同
1、PCM
管道的防腐層和大地之間存在著分布電容耦合效應，且防腐層本身也存在弱而穩定的導電性，信號電流在管道外防腐層完好時的傳播過程中呈指數衰減規律，當管道防腐層破損後，管中電流便由破損點流入大地，管中電流會明顯衰減，引發地面磁場強度的急劇減小，由此對防腐層的破損進行定位。
2、ADPCM
1）利用自適應的思想改變數化階的大小，即使用小的量化階(step-size)去編碼小的差值，使用大的量化階去編碼大的差值；
2）使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本的預測值，使實際樣本值和預測值之間的差值總是最小。
三、優點不同
1、PCM
時代全芯設計的晶元在市場中有突出的優點。SPI晶元和現有使用快閃記憶體的系統完全兼容並可以直接插入現有系統使用。
LPDDR2晶元是第一個效仿DRAM功能的相變存儲器，它的設計數據速率達到突出的800 Mb/sec。16Mb的嵌入式相變存儲器IP可以用於很多SoC設計，重要的是嵌入式IP完全由北京時代全芯團隊設計。
2、ADPCM
演算法復雜度低，壓縮比小，編解碼延時最短（相對其它技術）。
H. 相變存儲器的發展歷史
二十世紀五十年代至六十年代，Dr. Stanford Ovshinsky開始研究無定形物質的性質。無定形物質是一類沒有表現出確定、有序的結晶結構的物質。1968年，他發現某些玻璃在變相時存在可逆的電阻系數變化。1969年，他又發現激光在光學存儲介質中的反射率會發生響應的變化。1970年，他與他的妻子Dr. Iris Ovshinsky共同建立的能量轉換裝置（ECD）公司，發布了他們與Intel的Gordon Moore合作的結果。1970年9月28日在Electronics發布的這一篇文章描述了世界上第一個256位半導體相變存儲器。
近30年後，能量轉換裝置（ECD）公司與MicronTechnology前副主席Tyler Lowery建立了新的子公司Ovonyx。在2000年2月，Intel與Ovonyx發表了合作與許可協議，此份協議是現代PCM研究與發展的開端。2000年12月，STMicroelectronics（ST）也與Ovonyx開始合作。至2003年，以上三家公司將力量集中，避免重復進行基礎的、競爭的研究與發展，避免重復進行延伸領域的研究，以加快此項技術的進展。2005年，ST與Intel發表了它們建立新的快閃記憶體公司的意圖，新公司名為Numonyx。
在1970年第一份產品問世以後的幾年中，半導體製作工藝有了很大的進展，這促進了半導體相變存儲器的發展。同時期，相變材料也愈加完善以滿足在可重復寫入的CD與DVD中的大量使用。Intel開發的相變存儲器使用了硫屬化物（Chalcogenides），這類材料包含元素周期表中的氧/硫族元素。Numonyx的相變存儲器使用一種含鍺、銻、碲的合成材料（Ge2Sb2Te5），多被稱為GST。現今大多數公司在研究和發展相變存儲器時都都使用GST或近似的相關合成材料。大部分DVD-RAM都是使用與Numonyx相變存儲器使用的相同的材料。
2011年8月31日，中國首次完成第一批基於相變存儲器的產品晶元。
2015年，《自然·光子學》雜志布了世界上第一個或可長期存儲數據且完全基於光的相變存儲器。
I. PCM的晶元
2011年09月30 日，在北京時代全芯科技有限公司在與美國全芯科技公司（BAMC）及其合作方IBM團隊的共同努力下，第一批基於相變存儲器的產品晶元已經設計完成，成為中國第一批高密度相變存儲器晶元。
公司已經成功設計了兩顆完整的產品晶元（256Mb的LPDDR2和32Mb的SPI 晶元），並設計了 一個16Mb的嵌入式相變存儲器的宏模塊，和一些其他的測試結構。 時代全芯設計的晶元在市場中有突出的優點。SPI晶元和現有使用快閃記憶體的系統完全兼容並可以直接插入現有系統使用。LPDDR2晶元是第一個效仿DRAM功能的相變存儲器，它的設計數據速率達到突出的800 Mb/sec。16Mb的嵌入式相變存儲器IP可以用於很多SoC設計，重要的是嵌入式IP完全由北京時代全芯團隊設計。
J. 相變存儲器的工作原理
相變存儲器（PCM）是一種非易失存儲設備，它利用材料的可逆轉的相變來存儲信息。同一物質可以在諸如固體、液體、氣體、冷凝物和等離子體等狀態下存在，這些狀態都稱為相。相變存儲器便是利用特殊材料在不同相間的電阻差異進行工作的。
在非晶態下，GST材料具有短距離的原子能級和較低的自由電子密度，使得其具有較高的電阻率。由於這種狀態通常出現在RESET操作之後，一般稱其為RESET狀態，在RESET操作中DUT的溫度上升到略高於熔點溫度，然後突然對GST淬火將其冷卻。冷卻的速度對於非晶層的形成至關重要。非晶層的電阻通常可超過1兆歐。
在晶態下，GST材料具有長距離的原子能級和較高的自由電子密度，從而具有較低的電阻率。由於這種狀態通常出現在SET操作之後，我們一般稱其為SET狀態，在SET操作中，材料的溫度上升高於再結晶溫度但是低於熔點溫度，然後緩慢冷卻使得晶粒形成整層。晶態的電阻范圍通常從1千歐到10千歐。晶態是一種低能態；因此，當對非晶態下的材料加熱，溫度接近結晶溫度時，它就會自然地轉變為晶態。
典型的GST PCM器件結構頂部電極、晶態GST、α/晶態GST、熱絕緣體、電阻（加熱器）、底部電極組成。一個電阻連接在GST層的下方。加熱/熔化過程隻影響該電阻頂端周圍的一小片區域。擦除/RESET脈沖施加高電阻即邏輯0，在器件上形成一片非晶層區域。擦除/RESET脈沖比寫/SET脈沖要高、窄和陡峭。SET脈沖用於置邏輯1，使非晶層再結晶回到結晶態。