NAND閃存已經成為固態存儲的現行標準,并且正在向3D立體堆疊和更新工藝邁進,不過它也存在諸多問題,尤其是壽命隨著工藝的先進化而不斷縮短,TLC格式也引發了諸多質疑,因此研發一種可取而代之的新式非易失性存儲技術勢在必行。
這其中最有希望的就是電阻式RAM(簡稱RRAM),三星、閃迪等巨頭都在投入,但走在最前列的是一家美國創業公司Crossbar。
Crossbar成立于2010年,總部位于加州生克拉拉,已融資5000多萬美元。公司的很多創業人員都來自密歇根大學,首席科學家、聯合創始人Wei Lu(盧偉)就是那里的副教授。團隊現有40-45人,大多都有深厚的半導體研發背景。
RRAM相較于NAND最大的優勢就是更好的性能、壽命。NAND的讀取延遲一般在幾百微妙級別,Crossbar宣稱他們可以做到最低50納秒,也就是加快了上萬倍。
RRAM的編程/擦寫循環更是可以達到數百萬次,初期也能做到10萬次左右,NAND閃存現在只有區區幾千次。
令人歡欣鼓舞的最新消息是,Crossbar宣布他們的RRAM已經開始進入商業化階段,也就是有了可用的成品芯片,并證明自己能夠進入工廠量產。
Crossbar初期準備面向嵌入式市場,授權給ASIC、FBGA、SoC開發商,預計首個樣品2015年初出爐,2015年底或2016年初量產。
除了授權,Crossbar還在開發自己的芯片,容量和密度更高,大概會在2017年面世。
更美妙的是,RRAM可使用常規的CMOS工藝制造,只需稍加調整即可,幾乎任何現有晶圓廠的生產線都可以直接利用,有利于控制成本。NAND,尤其是3D立體堆疊的NAND,則需要昂貴的特殊工具,所以能生產的公司寥寥無幾。
此外,RRAM不會有NAND工藝越先進、制造越困難、壽命越短、性能越低的尷尬。NAND之所以非要3D堆疊,唯一原因就是平面NAND在越過15nm工藝之后壽命和性能的損失將無法接受,RRAM則至少可以走到4-5nm,且期間不會有任何問題。
事實上,Crossbar已經在實驗室里展示了8nm RRAM芯片。
RRAM當然也可以立體堆疊,能夠大大提升存儲密度,同時還設計了獨特的選擇器(Selector),來避免潛通路電流(sneak path current)的干擾——讀取某元件狀態時,會受到附近元件電流的影響,導致讀取錯誤。
Crossbar現在只做了3層,但是商業化量產時至少會有16層,單顆容量可達1Tb(128GB)。