我國成功研制80納米萬能存儲器核心器件

據悉，北京航空航天大學電子資訊工程學院教授趙巍勝與中科院微電子所內建電路先導工藝研發中心研究員趙超聯合團隊經過三年攻關，成功制備國内首個80納米自旋轉移矩-磁随機存儲器器件，此項技術應用後，電腦當機也會保留所有資料，手機待機時間也有望大幅提高。

據北京日報5月23日消息，存儲器是電子系統的重要組成部分。目前絕大多數電子系統均采用寄存、主存加硬碟的存儲體系結構。與之相對應，靜态随機存儲器（sram）、動态随機存儲器（dram）、閃存（flash）或硬碟（hdd）成為實作這三種存儲體系的傳統存儲技術。一台電腦中，靜态随機存儲器對應的是cpu内的存儲器，其特點是速度快，但容量小；動态随機存儲器對應的是電腦主機闆上的記憶體條；閃存或者硬碟對應的就是電腦裡的固态硬碟或者機械硬碟，其特點是速度慢，但容量大。前兩者屬于易失性存儲器，斷電資料就會丢失。而後者斷電資料不丢失。傳統的存儲方式中，資料需要分級存儲，同樣使用時也要分級調取。

随着資訊和納米加工技術高速發展，基于傳統存儲體系建構的電子系統正面臨着巨大的挑戰。一方面新興的移動計算、雲計算等和大型資料中心對資料提出極高要求，傳統的緩存及主存一旦斷電，關鍵資料就會發生丢失。是以，資料必須不斷備份到閃存或硬碟上，該過程嚴重影響了資料的訪存性能，我們打開頁面時，就會遭遇“卡頓”。

此外，大型資料中心的能耗不斷攀升，基于電池技術的物聯網及移動裝置也因功耗問題被人诟病。手機待機功耗中，存儲是用電“大戶”。正因為資料需要分級存儲、分級調取，速度較慢，為讓使用者體驗較快的響應速度，資料一般存儲在靜态随機存儲器和動态随機存儲器上，斷電資料就會丢失，是以需要一直耗電。

改變這些，就需要新一代存儲器件，既具有接近靜态存儲器的納秒級讀寫速度，又具有閃存級别的容量和類似flash的資料斷電不丢失存儲特性。自旋轉移矩-磁随機存儲器（stt-mram）就是一種接近“萬能存儲器”要求的極具應用潛力的下一代新型存儲器解決方案。stt-mram由于其資料以磁狀态存儲，具有天然的抗輻照、高可靠性以及幾乎無限次的讀寫次數，已被美日韓等國列為最具應用前景的下一代存儲器之一。

目前，美日韓等國在相關技術上都已有突破，很可能在繼硬碟、dram及flash等存儲晶片之後再次實作對我國100%的壟斷。

考慮到stt-mram采用了大量的新材料、新結構、新工藝，加工制備難度極大，現階段其基本原理還不夠完善，發明專利分散在各研究機構、公司中，專利封鎖還未完全形成，正是國内發展該項技術的最好時機。在北京市科委的大力支援下，北京航空航天大學與中科院微電子所的聯合研發團隊經過科研攻關，在stt-mram關鍵工藝技術研究上實作了重要突破，在國内率先成功制備出直徑為80納米的“萬能存儲器”核心器件，器件性能良好，相關關鍵參數達到國際領先水準。該技術有望應用于大型資料中心，用于降低功耗，還可用于各類移動裝置，提高待機時間。

本文轉自d1net（轉載）