美國(guó)加州創(chuàng)業(yè)公司Crossbar, Inc.經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期沉默后突然爆發(fā)，宣布了自主研發(fā)的全新大容量、高性能非易失性存儲(chǔ)技術(shù)“Crossbar Resistive RAM”(電阻式記憶體/RRAM)，號(hào)稱(chēng)可在200平方毫米大小(基本上就相當(dāng)于個(gè)拇指蓋)的芯片里存儲(chǔ)最多1TB數(shù)據(jù)。

Crossbar同時(shí)宣布，已經(jīng)在一家商業(yè)晶圓廠內(nèi)開(kāi)發(fā)出了可工作的Crossbar存儲(chǔ)陣列，完整集成了單片電路CMOS控制器，從而邁出了投入實(shí)用的里程碑一步，而不僅僅是停留在幻燈片上。

目前，Crossbar已經(jīng)完成了該原型的定性、優(yōu)化，首款產(chǎn)品將會(huì)面向嵌入式SoC市場(chǎng)，并向SoC廠商開(kāi)放技術(shù)授權(quán)，不過(guò)RRAM的適用范圍極廣，包括消費(fèi)電子、手機(jī)、平板機(jī)、企業(yè)存儲(chǔ)、固態(tài)硬盤(pán)、云計(jì)算、工業(yè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、損耗計(jì)算、安全支付等等，基本上NOR、NAND存在的地方都可以涉足。

Crossbar RRAM本身就是簡(jiǎn)單的三層式結(jié)構(gòu)，所以能夠進(jìn)行3D堆疊，進(jìn)一步擴(kuò)大容量，而且兼容主流的CMOS制造工藝。

RRAM 3D堆疊陣列

Crossbar宣稱(chēng)，相比于當(dāng)今最先進(jìn)的NAND閃存，這種新型存儲(chǔ)技術(shù)能帶來(lái)20倍的寫(xiě)入性能(140MB/s VS. 7MB/s)、10倍的可靠性和耐用性(125℃下十年VS. 85℃下一至三年)、1/20的功耗，而內(nèi)核面積可以小一半還要多——官方數(shù)據(jù)是同樣的25nm 8GB，NAND閃存需要167平方毫米，RRAM只需77平方毫米。

另外，NAND閃存在25nm工藝之后出現(xiàn)了嚴(yán)重的性能下滑、壽命縮短問(wèn)題，RRAM則可以一路走到5nm甚至更遠(yuǎn)。

RRAM、NAND內(nèi)核面積比較

RRAM相比于NAND的諸多優(yōu)勢(shì)

兼容CMOS工藝

Crossbar RRAM的每一個(gè)存儲(chǔ)單元都放置在橫豎交錯(cuò)的互連層中間，形成頂部金屬電極、中間切換媒介、底部電極的結(jié)構(gòu)，納米粒子可以在中間形成上下聯(lián)通的導(dǎo)電通路。

下圖就是一個(gè)簡(jiǎn)單的四層堆疊陣列。最底部是CMOS控制器電路，因?yàn)榫驮诖鎯?chǔ)陣列下方可以節(jié)省內(nèi)核空間，也不需要大型的高壓晶體管。中間部分是兩個(gè)鍍金屬層，用于在控制器電路、存儲(chǔ)陣列之間傳輸信號(hào)。