相變存儲器研究

㈠ 相變存儲器的結構特徵

PCM器件的典型結構由頂部電極、晶態GST、α/晶態GST[、熱絕緣體、電阻（加熱器）、底部電極組成。

㈡ PCM設備的接入、功能、輸出

就是脈沖編碼調制啊，笨

㈢ 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。

㈣ 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。

㈤ 相變內存的開發現狀

目前，英特爾公司和意法半導體公司正在聯合研發這種新內存。作為競爭對手的IBM也同奇夢達（來自英飛凌）、美光科技合作，也在進行相關研究。去年9月份，英特爾公司展示了一枚初級的128相變內存晶元樣品，據稱使用90納米工藝製造。（沈維霓編譯）
由IBM等公司合作研發的一種新型相變內存技術，在存儲密度、速度和功耗等方面取得了跳躍式進展．
在存儲密度、速度和功耗等方面取得了跳躍式進展，在未來有望對快閃記憶體或磁硬碟技術帶來挑戰，尤其是將先在音樂播放器、數碼相機等攜帶型設備中取代當前流行的快閃記憶體，並終有一天取代硬碟。
採用該技術製造出的一個原型設備，可以實現500倍於當前快閃記憶體技術的數據讀寫速率，而功耗只是快閃記憶體的一半。它採用的生產工藝達到22nm，比當前最先進的45nm更領先，因此存儲單元的尺寸更加細微。相變內存可以重復寫入10萬次以上，比快閃記憶體更加耐用；此外，相變內存還是比快閃記憶體更加有效和高效的非揮發性內存。
當前的快閃記憶體技術總有一天會因電流泄漏等問題而難以遵循摩爾定律發展下去，相變內存將成為其救星。據悉，該新技術在進入實際應用過程中還面臨著生產工藝和生產成本方面的主要障礙，預計2015年左右會市場化。
內存架構變革 相變內存技術取得突破 據國外媒體報道，英特爾和晶元技術公司Numonyx本周三發布了一項新技術相變內存。這兩家公司稱，這種新技術將使非易失性存儲器突破NAND快閃記憶體的20納米的極限，使加工工藝縮小到5納米，從而更加節省成本。目前他們的64Mb測試芯可以實現單晶元上進行多層堆疊。 相比傳統的內存和快閃記憶體技術，PCM相變內存可以寫入單比特或單位元組的數據，而不用以整塊的形式進行，所以在帶寬以及延遲方面，有著更加突出的表現，由於相變內存是非易失性存儲器技術，所以可以在不通電的情況下依然保持數據。
加州大學聖地亞哥分校與鎂光，BEEcube，Xillinx等公司合作，成功製成了一台使用PCM相變內存構造的固態硬碟設備，這種SSD存儲設備的讀寫速度要比現有的SSD硬碟快上6倍，更比現有的常規機械式硬碟快上數千倍。這台存儲設備被命名為Moneta。
PCM相變內存晶元存儲和寫入數據的方法是利用硫族材料遇熱時會在非晶態或結晶態之間變化，從而改變材料的電阻值的特性，在寫入數據時往硫族材料中通以大電流（產生較大熱量），在讀取數據時則只通以數值較小的電流（熱量產生較小）。
這台Moneta機型中使用的是鎂光生產的第一代PCM相變內存晶元。機型的大尺寸數據讀取峰值速度為1.1GB/s，寫入峰值速度為371MB/s。在 讀寫少量數據時（如讀寫512B數據），讀入峰值速度可達327MB/s，寫入速度則可達91MB/s。可見Moneta機型的讀寫性能相比SSD硬碟的 性能提升幅度在1-6倍之間。其讀寫延遲時間更低，而且省電性能也更好，尤其在讀寫大量數據時。
Moneta的第二代產品有望在6-9個月之後准備就緒，類似機型的正式推出上市則可能還要等上幾年時間，這主要是由於與相變內存技術匹配的其它基礎技術 還有需要修改之處。聖地亞哥分校的研究人員Steven Swanson表示：「你可以造出速度更快得多的存儲設備，但是...同時與之配套的管理軟體也必須改寫。過去40多年來，存儲系統的配套軟體都是基於速 度極慢的磁碟技術而設計的。而要想讓基於相變內存技術的存儲設備充分發揮性能優勢，就必須對系統軟體進行徹底的變革。」
Moneta機型將在本月7-8日舉辦的DAC會展儀式上展出。

㈥ 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。

㈦ 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。

㈧ 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。

㈨ 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。

㈩ pcm是什麼意思，代表什麼

PCM是Phase Change Memory的簡稱，中文名稱為相變存儲器，它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。

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。

原理：

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。SET脈沖用於置邏輯1，使非晶層再結晶回到結晶態。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。

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，我們一般稱其為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。

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。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。

以上內容參考：網路-PCM