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2014-04-04 00:15 出处:PConline原创 作者:善解人衣 责任编辑:xujian1
1中国首个相变存储芯片基地回顶部

  【PConline 资讯】近期在中国自主芯片领域有个不错的消息,中国首个拥有自主知识产权的存储芯片将在宁波制造生产。宁波时代全芯科技有限公司负责人透露,目前该项目一期总投资达1.5亿美金,并力争5年启动二期项目,完成投资达20亿美元以上。

相变存储

  2013年11月28日,宁波一民企自主研发的55纳米相变存储芯片正式问世。此前,只有美国美光和韩国三星两家企业将这项技术投入量产。

相变存储

  2014年3月6日,掌握相变存储器芯片技术自主知识产权的宁波时代全芯科技有限公司,在力利记投资集团、银创财富(中国)管理集团的力推下,其研发生产建设项目在宁波鄞州工业园区破土动工。

相变存储

  据市场分析公司预测,在未来30年内,基于PCM技术生产的半导体产品将成为电子存储器产业发展的主要支撑力量。宁波时代全芯研发的相变存储技术,打破了韩美在该技术领域的相关垄断,已获得全球57项专利。并预计2015年中旬进入投产阶段,12月实现一期全产能8000片的生产规模。>>

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解读相变存储

  相变存储,是继内存、闪存之后的新一代数据存储技术,可广泛应用于移动设备、大数据存储及云存储平台。相变存储芯片的读写寿命高达1000多万次,可以存得更稳定,更安全。

  相变存储器(PCM)是新一代非易失性存储器技术。像大多数新科技一样,PCM为应用这项技术的人们带来很多好处。PCM是一种利用材料中的可逆相态变化来存储信息的非易失性存储器。

  相变存储器是当今全球半导体产业中炙手可热的领域之一,作为一种新型的存储设备,这一产品有望取代目前普遍使用的“闪存”。现在全球有望实现量产相变存储器的企业寥寥可数,而市场空间又格外巨大。

扩展知识面

  据悉,全球搜索巨头谷歌的庞大数据信息,存储在美国面积达3个足球场大小的存储器里,而如果全部用新一代存储技术——相变存储技术,只需要20平方米的存储器就可以搞定。

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2相变存储技术详细解读回顶部

相变存储技术详细解读

  目前为止除中国科学院上海微系统与信息技术研究所外,已经有多家外国厂商在此领域有了非常大的发展。

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  PCRAM技术始于2007年,IBM、Intel、三星都投入了不少精力,海力士一直在开发相关的制造工艺,并已成功造出了40nm 1Gb PCRAM。其性能能达到NAND闪存的一百倍,可靠性更是高达一千倍,而功耗仅相当于DRAM。再加上相比于其它存储技术更加简单的结构,PCRAM还能大大降低生产成本,相信如此众多的亮点也成为各大厂商竞相关注的原因。

PCM样品
PCM样品

  其实相变存储器(PCM)是新一代非易失性存储器技术。像大多数新科技一样,PCM为应用这项技术的人们带来很多好处。PCM是一种利用材料中的可逆相态变化来存储信息的非易失性存储器。

PCM原理
PCM原理

  相变存储技术的原理是利用材料(由各种不同元素组成的合金)从低电阻值的结晶态转变到高电阻值的非结晶态中电阻值的变化来存储数据字节在一个PCM单元中,相变材料被放在上下两个电极之间。>>

3PCM快NAND闪存一百倍回顶部

PCM快NAND闪存一百倍

  科学家可以通过施加不同电压或不同强度的电流脉冲来控制相变。这些电压或脉冲会加热材料,当达到不同的温度阈值时,材料会从结晶态变为非结晶态或者相反。

相变存储

写入/擦除速度

  PCM能够达到如同NAND的写入速度,但是PCM的反应时间更短,且无需单独的擦除步骤。NOR闪存具有稳定的写入速度,但是擦除时间较长。PCM同RAM一样无需单独擦除步骤,但是写入速度(带宽和反应时间)不及RAM。随着PCM技术的不断发展,存储单元缩减,PCM将不断被完善。

相变存储

读取速度

  如同RAM和NOR闪存,PCM技术具有随机存储速度快的特点。这使得存储器中的代码可以直接执行,无需中间拷贝到RAM。PCM读取反应时间与最小单元一比特的NOR闪存相当,而它的的带宽可以媲美DRAM。相对的,NAND闪存因随机存储时间长达几十微秒,无法完成代码的直接执行。

相变存储器(PCM)

非易失性

  PCM如NOR闪存与NAND闪存一样是非易失性的存储器。RAM需要稳定的供电来维持信号,如电池支持。DRAM也有称为软错误的缺点,由微粒或外界辐射导致的随机位损坏。早期Intel进行的兆比特PCM存储阵列能够保存大量数据,该实验结果表明PCM具有良好的非易失性。

缩放比例

  缩放比例是PCM的第五个不同点。NOR和NAND存储器的结构导致存储器很难缩小体型。这是因为门电路的厚度是一定的,它需要多于10V的供电,CMOS逻辑门需要1V或更少。这种缩小通常被成为摩尔定律,存储器每缩小一代其密集程度提高一倍。随着存储单元的缩小,GST材料的体积也在缩小,这使得PCM具有缩放性。>>

4中国PCM市场发展情况回顶部

中国PCM市场发展情况

  在2012年4月的时候,中国科学院上海微系统与信息技术研究所就已经在相变存储上有所突破,我国第一款具有自主知识产权的相变存储器(PCRAM)芯片研制成功,打破了存储器芯片生产技术长期被国外垄断的局面,产业化前景可观。

相变存储

  据专家介绍,相比于传统存储器利用电荷形式进行存储,相变存储器主要利用可逆相变材料晶态和非晶态的导电性差异实现存储,被称为是“操纵原子排列而实现存储”的新型存储器。

  中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、PCRAM研究项目负责人宋志棠表示,PCRAM相变存储器不仅综合了目前半导体存储器市场上主流的DRAM、SRAM和FLASH等存储器的优良特性,而且还具有微缩性能优越、非挥发性、循环寿命长、数据稳定性强、功耗低等诸多优势,被认为是下一代非挥发存储技术的最佳解决方案之一。

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  据了解,PCM现在已经可以取代部分闪存市场,随着产品不断升级,未来还会逐步取代部分内存、移动硬盘以及固态硬盘市场,并延伸至许多特殊应用领域,比如路由器中的CAM(内容寻址存储器),甚至可以作为一种新的计算单元使用。

  众所周知,中国芯片市场消费量在全世界排名第一,相关数据显示,2013年中国芯片进口量上升到90%以上。而占比低的国产芯片也主要为代工的中低端产品。近年来中国芯片投资额已超过2000亿。但掌握核心技术者近于无。

相变存储

  与此同时,中国芯片市场需求强烈。相关数据显示,2012年我国芯片产品进口额超过1900亿美元。被称之为“工业粮食”的芯片技术,因“中国芯”缺失而对IT产业的自主可控带来了巨大阻碍。[返回频道首页]

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