中國領跑，下一代存儲器實現產業化！印表機用晶元成本將下降20%！

全球800多億美元的晶元市場，要想分一杯羹，談何容易？14年前，當宋志棠開始研發相變存儲器時，從沒想過自己會在53歲時成為聚光燈下的主角。而今，這個隸屬於中科院上海微系統研究院研發團隊，率先實現了下一代存儲器的產業化，並有望在晶元存儲器領域實現「彎道超車」。一起來了解！

下一代存儲技術最佳解決方案之一

大到數據中心，小到一個小小晶元，都離不開動態內存(DRAM)。但現在通用的DRAM有一個致命的缺點，那就是怕斷電。一旦斷電，數據就會瞬間消失，再也找不回來。雖然也有可以隨時保存數據的快閃記憶體(FLASH)，可數據擦寫、讀取都很慢。因此，科學家希望找到一種更完美的下一代存儲器。

相變存儲器(PCRAM)就是這樣一種理想的存儲器。

顧名思義，相變存儲器是利用電脈衝誘導相變材料，在高阻的非晶態與低阻的晶態之間進行可逆轉變，實現信息的寫入和擦除，通過電阻變化實現數據讀出的一種新型存儲器。

其具有非揮發性、循環壽命長、寫入速度快、穩定性好、功耗低和可嵌入功能強等優點，特別是在器件特徵尺寸微縮方面具有突出優勢，被業界認為是下一代非揮發性存儲技術的最佳解決方案之一。

此前，國際上僅有三星、英特爾等推出了相關產品，但多為非嵌入式相變存儲器產品。

為了打破這一局面，宋志棠團隊聯合中芯國際集成電路製造（上海）有限公司，和珠海艾派克微電子有限公司共同開發出了相變存儲器晶元。而且投入生產以來僅4個月來就完成了銷售1600萬顆的成績。

據悉，這是國際上第一個嵌入式相變存儲器實現產業化的產品。由於無需像其他晶元一樣攜帶電池，不僅增加了系統穩定性，更加環保，還節省了加工費。而每生產一個印表機用的晶元，僅去掉電池一項，成本就能降低20%。

「產學研用」合力締造新模式

儘管相變存儲器只是小小一個晶元，看起來沒什麼，但真正實現起來卻非常難。因為，基礎研究和工程化之間的差距非常大，研究所單純研究相變材料尚且可以，但從關鍵材料到器件結構設計、器件單元的原理性驗證等，僅靠研究所這一個平台是無法實現的。

而且，要想做出存儲器的電極材料，使其表現出存儲性能，必須要用到納米加工工藝。這一工藝研究所並不具備，要想實現市場應用更是天方夜譚。

於是，「納米半導體存儲技術聯合實驗室」便應運而生。該實驗室由中科院上海微系統所研究院與中芯國際聯合成立，其旨在利用產研結合解決難以在實驗室里完成的工程化的研究過程。

而經過多年研究，宋志棠團隊終於取得了多項重大技術進展，建立了1.6億關鍵的相變存儲器專用平台，並實現了相變材料製備工藝與中芯國際180nm-28nm標準CMOS工藝的無縫對接，使的相變存儲器晶元研發條件達到了國際先進水平。

隨後，其又通過與艾派克合作，直接使相變存儲器技術直接面向市場。不僅實現了真正意義上的「產學研用」緊密結合，還打通了「原始創新-技術開發-產業化」鏈條的所有關鍵環節。利用「產學研用」一體化將科技轉為生產，實現了創新創業主體跨領域多機構共同合作與產業化發展的無縫對接。

要知道，英特爾公司可是投入了200多億元才實現相變存儲器的商用，而宋志棠團隊只用了４、５億元就實現了嵌入式相變存儲器的產業化。

從率先在國內開展研發，到開發出第一款具有自主知識產權的相變存儲器晶元，再到真正實現產業化銷售，這條產學研之路整整走了14年，如今終於結出令人欣慰的碩果。

為存儲業帶來超車新機會

當前，國內半導體行業迎來了加速發展期，而國產相變存儲器產業化的出現無疑將引發存儲市場的新一輪變革。目前其已獲得國內外同行的廣泛關注，為在國際新一代半導體存儲領域佔有一席之地奠定了基礎。

因此，當世界存儲市場格局正在發生翻天覆地的變化時，我們已緊跟潮流，提前進入了第四代存儲時代。在「產學研用」合作模式下，國產相變存儲器技術勢必會為半導體行業帶來新的契機。

目前來看，國產相變存儲器已在多個指標上超越原有存儲產品,而隨著國產相變存儲器進入市場，其不僅會逐漸替代現有存儲器市場的產品，還將大大改變現有存儲器市場的格局。因此，無論從經濟上還是戰略上，都將為存儲業帶來彎道超車的新機會。

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