近日，人工智能在眾多公共衛(wèi)生領(lǐng)域的大顯身手不斷吸引著人們的目光。CT影像智能分析系統(tǒng)、智能配送機器人等人工智能技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)揮著極大的作用，在它們背后，都少不了高性能存儲器的身影。而隨著“新基建”的不斷升溫，業(yè)界對于更高性能存儲器的需求也越發(fā)迫切。

相比其他存儲器，碳納米管內(nèi)存(NRAM)是一個近年來出現(xiàn)的新東西，它具有諸多優(yōu)勢：可以DRAM的速度提供非易失性，具有超越DRAM的可擴展性和對閃存的超強耐久性的潛力。它比幾乎所有新興存儲技術(shù)（PCM，MRAM和ReRAM）都更接近通用存儲器。這樣，它們通常用于替換閃存，因此NRAM在理論上既可以替換DRAM，也可以替換閃存。2016年，富士通半導(dǎo)體和 USJC 宣布，與Nantero公司達(dá)成協(xié)議授權(quán)該公司的NRAM技術(shù)，三方公司此后共同致力于NRAM內(nèi)存的開發(fā)與生產(chǎn)。

NRAM原理大揭秘

Nantero公司已經(jīng)花費了將近20年的時間來研究NRAM，該技術(shù)基于排列在交叉點電極之間的薄層中的無規(guī)組織的碳納米管的漿料。當(dāng)施加電壓時，CNT被拉到一起，接觸點數(shù)量的增加減少了電極之間的電阻路徑。這種連接是由范德華力在原子級上保持的。為了復(fù)位存儲單元，電壓脈沖會引起熱振動來斷開這些連接。

所得的存儲器在低能量下提供了20皮秒的切換速度，以及5ns的實際寫入速度，并具有10 ^ 11個周期的耐久性。這保證了基于CNT的NRAM的性能，并且在物理幾何尺寸方面具有更好的可擴展性，從而成為替代DRAM和NAND閃存的通用存儲器。

一個相對較新的技術(shù)是在可隨意切換的CNT的隨機組織“墊”上增加一層對齊的CNT。這些用于保護開關(guān)納米管的下層免于金屬從上方濺射的金屬遷移。

NRAM的“用武之地”

高性能的NRAM在眾多應(yīng)用領(lǐng)域擁有明顯的競爭優(yōu)勢：1、可應(yīng)用于任何系統(tǒng)，NRAM不但是非易失性存儲器，又具有與 DRAM 同等的高速特點；2、可實現(xiàn)instant on（即開即用）功能，降低功耗的同時提高了系統(tǒng)的性能；3、適應(yīng)于逐漸增長的高溫環(huán)境市場需求。

NRAM不但可以做數(shù)據(jù)儲存也可以做程序儲存，這一特性對消費類電子市場同樣具備巨大吸引力。而就競爭格局來說，NRAM在高溫操作、數(shù)據(jù)保持、高速讀寫上都比傳統(tǒng)存儲器更具優(yōu)勢，未來NRAM有望替換大容量EEPROM （容量低于8Mb）和小容量NOR Flash （容量大于16Mb）。

針對企業(yè)儲存、企業(yè)伺服器與消費電子等領(lǐng)域，NRAM技術(shù)比快閃存儲更具有顛覆性，更有利于在這領(lǐng)域的產(chǎn)品中實現(xiàn)新一波的創(chuàng)新。預(yù)計未來受到影響的應(yīng)用涵蓋消費性電子領(lǐng)域、行動運算、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、企業(yè)儲存、國防、航天以及車用電子等行業(yè)。

作為NRAM的第一代產(chǎn)品，富士通16Mbit的DDR3 SPI接口產(chǎn)品最快將于2020年底上市。