非易失性存儲器的發(fā)展趨勢預(yù)測

非易失性存儲器是指當(dāng)電流關(guān)掉后，所存儲的數(shù)據(jù)不會消失者的電腦存儲器。非易失性存儲器中，依存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)是否能在使用電腦時隨時改寫為標準，可分為二大類產(chǎn)品，即ROM和Flash memory。

目前主流的基于浮柵閃存技術(shù)的非易失性存儲器技術(shù)有望成為未來幾年的參考技術(shù)。但是，閃存本身固有的技術(shù)和物理局限性使其很難再縮小技術(shù)節(jié)點。在這種環(huán)境下，業(yè)界試圖利用新材料和新概念發(fā)明一種更好的存儲器技術(shù)，以替代閃存技術(shù)，更有效地縮小存儲器，提高存儲性能。

　非易失性存儲器的分類

　一、只讀存儲器

它是一種半導(dǎo)體存儲器，其特性是一旦存儲數(shù)據(jù)就無法再將之改變或刪除，且內(nèi)容不會因為電源關(guān)閉而消失。在電子或電腦系統(tǒng)中，通常用以存儲不需經(jīng)常變更的程序或數(shù)據(jù)，例如早期的家用電腦如Apple II的監(jiān)督程序、BASIC語言解釋器、與硬件點陣字體，個人電腦IBMPC/XT/AT的BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）與IBM PC/XT的BASIC解釋器，與其他各種微電腦系統(tǒng)中的固件，均存儲在ROM內(nèi)。

PROM：可編程只讀存儲器其內(nèi)部有行列式的镕絲，可依用戶（廠商）的需要，利用電流將其燒斷，以寫入所需的數(shù)據(jù)及程序，镕絲一經(jīng)燒斷便無法再恢復(fù)，亦即數(shù)據(jù)無法再更改。

EPROM：可抹除可編程只讀存儲器可利用高電壓將數(shù)據(jù)編程寫入，但抹除時需將線路曝光于紫外線下一段時間，數(shù)據(jù)始可被清空，再供重復(fù)使用。因此，在封裝外殼上會預(yù)留一個石英玻璃所制的透明窗以便進行紫外線曝光。寫入程序后通常會用貼紙遮蓋透明窗，以防日久不慎曝光過量影響數(shù)據(jù)。

OTPROM：一次編程只讀存儲器內(nèi)部所用的芯片與寫入原理同EPROM，但是為了節(jié)省成本，封裝上不設(shè)置透明窗，因此編程寫入之后就不能再抹除改寫。

EEPROM：電子抹除式可復(fù)寫只讀存儲器之運作原理類似EPROM，但是抹除的方式是使用高電場來完成，因此不需要透明窗。

二、閃存

快閃存儲器是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式，允許在操作中被多次擦或?qū)懙拇鎯ζ?。這種科技主要用于一般性數(shù)據(jù)存儲，以及在電腦與其他數(shù)字產(chǎn)品間交換傳輸數(shù)據(jù)，如儲存卡與U盤。閃存是一種特殊的、以宏塊抹寫的EEPROM。早期的閃存進行一次抹除，就會清除掉整顆芯片上的數(shù)據(jù)。

閃存的成本遠較可以字節(jié)為單位寫入的EEPROM來的低，也因此成為非易失性固態(tài)存儲最重要也最廣為采納的技術(shù)。像是PDA、筆記本電腦、數(shù)字隨身聽、數(shù)碼相機與手機上均可見到閃存。此外，閃存在游戲主機上的采用也日漸增加，藉以取代存儲游戲數(shù)據(jù)用的EEPROM或帶有電池的SRAM。

閃存是非易失性的內(nèi)存。這表示單就保存數(shù)據(jù)而言，它是不需要消耗電力的。與硬盤相比，閃存也有更佳的動態(tài)抗震性。這些特性正是閃存被移動設(shè)備廣泛采用的原因。閃存還有一項特性：當(dāng)它被制成儲存卡時非?？煽咯ぉぜ词菇谒幸沧阋缘挚垢邏号c極端的溫度。閃存的寫入速度往往明顯慢于讀取速度。

雖然閃存在技術(shù)上屬于EEPROM，但是“EEPROM”這個字眼通常特指非快閃式、以小區(qū)塊為清除單位的EEPROM。它們典型的清除單位是字節(jié)。因為老式的EEPROM抹除循環(huán)相當(dāng)緩慢，相形之下快閃記體較大的抹除區(qū)塊在寫入大量數(shù)據(jù)時帶給其顯著的速度優(yōu)勢。閃存最常見的封裝方式是TSOP48和BGA，在邏輯接口上的標準則由于廠商陣營而區(qū)分為兩種：ONFI和Toggle。手機上的閃存常常以eMMC的方式存在。

　非易失性存儲器的發(fā)展趨勢預(yù)測

在目前已調(diào)研的兩大類新的非易失性存儲器技術(shù)中，基于鐵電或?qū)щ婇_關(guān)聚合體的有機材料的存儲器技術(shù)還不成熟，處于研發(fā)階段。某些從事這類存儲器材料研究的研發(fā)小組開始認為，這個概念永遠都不會變成真正的產(chǎn)品。事實上，使這些概念符合標準CMOS集成要求及其制造溫度，還需要解決幾個似乎難以逾越的挑戰(zhàn)。另一方面，業(yè)界對基于無機材料的新非易失性存儲器概念的調(diào)研時間比較長，并在過去幾年發(fā)布了幾個產(chǎn)品原型。

早在上個世紀90年代就出現(xiàn)了FeRAM技術(shù)概念。雖然在研究過程出現(xiàn)過很多與新材料和制造模塊有關(guān)的技術(shù)難題，但是，經(jīng)過十年的努力，即便固有的制程縮小限制，技術(shù)節(jié)點遠遠高于閃存，鐵電存儲器現(xiàn)在還是實現(xiàn)了商業(yè)化。這個存儲器概念仍然使用能夠被電場極化的鐵電材料。溫度在居里點以下時，立方體形狀出現(xiàn)晶格變形，此時鐵電體發(fā)生極化；溫度在居里點以上時，鐵電材料變成順電相。

到目前為止，業(yè)界已提出多種FeRAM單元結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)屬于兩種方法體系，一種是把鐵電材料集成到一個單獨的存儲元件內(nèi)，即鐵電電容器內(nèi)（在雙晶體管/雙電容(2T2C)和單晶體管/單電容(1T1C)兩種元件內(nèi)集成鐵電材料的方法），另一種是把鐵電材料集成到選擇元件內(nèi)，即鐵電場效應(yīng)晶體管內(nèi)。所有的FeRAM架構(gòu)都具有訪存速度快和真證的隨機訪問所有存儲單元的優(yōu)點。今天，F(xiàn)eRAM技術(shù)研發(fā)的主攻方向是130nm制程的64Mb存儲器。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。