【儀表網 研發(fā)快訊】存儲器芯片是集成電路市場份額最大的芯片產品。目前我國的存儲器芯片高度依賴進口，嚴重威脅國家信息安全，是我國集成電路產業(yè)的主要“卡脖子”難題之一。其中，DRAM內存是存儲器芯片市場中市值最大的單一產品，占比大于55%，2022年市場規(guī)模達到790億美元。當前，DRAM內存芯片面臨工藝微縮瓶頸，嚴重制約計算系統(tǒng)性能，且DRAM內存芯片的技術迭代依賴先進光刻工藝(EUV)。
三維相變存儲器比NAND閃存的擦寫速度快1000倍、壽命長1000倍，又比DRAM內存的容量大8-10倍，因而非常適合作為非易失內存介質。然而，當前的三維相變存儲器的時延和壽命均不能滿足內存應用需要。
為此，華中科技大學集成電路學院繆向水團隊潛心研究了15年相變存儲器芯片技術，于2023年取得重大突破，攻克了三維相變存儲器的時延和壽命等瓶頸難題，在相變機理、新型相變材料、新型OTS選通管、相變測試方法、芯片設計等方面取得了系統(tǒng)性原創(chuàng)成果。
圖1.中國首款最大容量新型三維存儲器芯片“NM101”成功面世。ab為媒體報道；c為“NM101”量產芯片；d為基于“NM101”芯片的服務器內存條。
在團隊將前期積累的93項三維相變存儲器的關鍵基礎專利許可給國內行業(yè)龍頭企業(yè)(量產FAB)的基礎上，與其合作開發(fā)三維相變存儲器芯片產品，成功研制出國內首款三維相變存儲器原型芯片，主要技術參數(shù)領先Intel/Micron的傲騰芯片。基于該原型芯片核心技術，新存科技與團隊合作，成功實現(xiàn)了國產首款64Gb三維相變存儲器芯片“NM101”量產。該芯片已應用于服務器內存條并演示功能(圖1)。
圖2. 繆向水團隊“三維相變存儲器芯片”成果榮獲華為奧林帕斯先鋒獎
繆向水團隊具有自主知識產權的三維相變存儲器芯片技術的成功研發(fā)及產業(yè)化，顯著降低了我國對國外存儲技術的依賴，加速了國產新型存儲器產業(yè)化進程，對于突破我國在存儲器集成電路制造領域的“卡脖子”困境具有重要意義，對國家信息安全、集成電路芯片以及上下游產業(yè)的發(fā)展起到極大的推動作用。團隊因此榮獲華為奧林帕斯先鋒獎(圖2)。
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