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新型存储器有望推动存储技术的变革—新闻—科

发布时间:2017-12-04 阅读:

  新内存有望推动存储技术的变革 - 新闻 - 科技网

  集成电路通常被称为芯片,是信息技术产业的核心,被誉为国家的工业谷物,存储器是信息存储的主要载体,占IC市场的四分之一,中国的存储器市场占全球市场的一半,但由于缺乏自主知识产权和人才,导致高密度,高容量的内存完全依赖进口。这给我国的信息安全带来了巨大的隐患。

  为了解决这个问题,一个团队静静地工作了十几年。正是凭借这种精神,冷桌热,终于获得了2016年度国家自然科学奖二等奖。这是由中国科学院微电子研究所刘明院士领导的新型非易失性存储器研究小组。经过15年的努力,我们在高密度,大容量的存储领域积累了系统的自主知识产权和人才。而他们研制出的新型阻性存储器正在推动产业化进程,有望在未来进入主流存储器市场。

  解密电阻式存储器

  第二完成的项目研究员刘琦是团队成员之一。回顾了刘明的项目负责人和导师,刘淇不得不赞叹自己的命运。 2006年刘琦还是安徽大学的研究生时,刘明被刘明院士的报道深深的吸引住了。他热爱科学研究,抓住机会表示愿意与当时刘明学院共同培养学生。很快就意识到,我已经在这个团队学习了十年。

  他介绍说,阻变存储器是一种新型的非易失存储器技术,与目前主流的非易失存储器闪存(flash memory)相比,在性能上有很大优势,而电阻式存储器则由金属 - 电介质 - 金属结构,结构非常简单,有利于实现高密度三维集成,是未来大容量存储器的有力竞争者。

  经过十多年的发展,本项目对阻变存储机制,材料,结构,集成工艺和芯片设计进行了系统深入的研究,并对知识产权进行了有效的部署。这些成就给了我国独立自主知识产权变革阻力储存技术奠定了科技基础。

  记者了解到。 2014年,团队积累的电荷捕获记忆新技术,专利转移到武汉新芯进行产业化开发。 2016年,武汉新芯成为与微电子技术和人才合作的国家记忆产业基地,全国综合基金总投资240亿美元,成立长江储存公司。中科院微电子研究所有关存储器的专利和技术是最初的自主研发存储器核心产品的主要依据之一。

  研究过程漫长而神秘

  在接受“中国科技报”记者采访时,第四位完成该项目的研究员龙士兵刚刚遇到一位执教的本科生。这个学生在两个月内刚刚完成了40页的英文提交。

  在外部电激励的情况下,材料电阻变化现象是在20世纪60年代报道出来的,但是利用这种现象开发出的新型非易失性存储技术只是从2000年才逐步开始,龙士兵告诉记者,刘明代院士队在2004年开始关注阻力变化记忆,研究过程基本与国际同步。

  在最初阶段,研究小组发现许多材料体系在电激发下表现出电阻切换行为,但是大多数器件需要初始激活过程,这需要一个能够影响器件良率,性能和可靠性的较大电压,并且具有严重的影响。针对这个问题,他们通过理论分析,结合大量的实验验证发现,兴奋剂可以解决上述问题,达到提高器件性能和器件成品率的目的。目前,这种方法已经成为提高电阻存储器领域中器件性能的常用方法之一。

  电阻变化过程伴随着一些物理和化学变化,这些变化将导致材料内部导电通路的形成和爆裂,但如何观察这些变化的微观变化是一件非常困难的事情。针对这一挑战,他们开发了一套原位TEM测试方法,以便在施加的电压下实时观察材料内导电通路的形成和断裂。基于这种方法,他们首先获得了导电路径形成和断裂的动态成像过程,为电阻变化的微观机理研究做出了重要贡献。

  了解导电路径的形成和爆裂是阻性行为的根本原因,自然也就想到如何控制导电路径的形成和突发过程,这对提高设备的性能至关重要。因此,进一步发展电场,增强监管思想,实现人类成长过程调控的传导路径,为大规模集成可变电阻存储器提供了一个解决方案。

  工业化的美好愿景

  王艳作为第五个完成项目,告诉记者有关获胜后的心态。她认为她的生活和心态没有改变。奖项是对团队多年工作的肯定和鼓励。

  她觉得自己是一个女同性恋者,在与男同事的工作中没有任何区别。科学研究需要重点和承诺,也需要成员之间的互助,幸运的是要成为这样一个团队。她说,一个非常优雅温柔的女导师刘明院士,当她遇到困难的时候,非常认真地对待她,并求助于她。她会尽力帮助。说实话,没有架子。

  在监督的指导下,整个团队形成了真诚朴实的工作氛围。团队成员也遇到了很多年,与变阻内存一起做这个任务一点点,从原理探索,性能改进,探索商业应用。她说她一直得到大家的很多帮助,成为球队的一员是一件非常幸运的事情。

  刘琦表示,在开展基础研究的同时,还要重视电阻式开关存储器的应用。一方面着重保护知识产权,已经申请了近百项专利,重点在材料,结构,技术,算法,电路等方面,其中美国已获得八项专利,在中国拥有50多项授权专利。另一方面也积极向业界转移。目前,正与中芯国际和北京智微微电子技术有限公司共同开发28nm RRAM生产工艺及产品应用开发,希望能促进中国记忆体行业自主发展。

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