電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，存儲(chǔ)技術(shù)作為信息社會(huì)的基石，不斷推動(dòng)著各個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新與變革。其中，ReRAM（阻變存儲(chǔ)器，即電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）以其獨(dú)特的性能和巨大的潛力，逐漸成為存儲(chǔ)領(lǐng)域和人工智能（AI）領(lǐng)域的焦點(diǎn)。

ReRAM是一種非易失性存儲(chǔ)器，由富士通率先研制成功。它基于憶阻器原理，采用金屬 - 介質(zhì)層 - 金屬（MIM）的三層結(jié)構(gòu)，通過電阻狀態(tài)的變化來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這種存儲(chǔ)器巧妙地結(jié)合了動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）的高速讀寫能力和固態(tài)硬盤（SSD）的非易失性，即便在斷電的情況下，依然能夠完整保留數(shù)據(jù)。同時(shí)，ReRAM還具備低功耗以及兼容CMOS工藝的特性，這使得它在眾多存儲(chǔ)技術(shù)中脫穎而出。

ReRAM的技術(shù)研發(fā)歷程充滿了創(chuàng)新與突破。2013年，松下全球首發(fā)ReRAM產(chǎn)品，開啟了這一技術(shù)商業(yè)化的大門。隨后，富士通與松下于2016年聯(lián)合開發(fā)出4MB芯片，進(jìn)一步推動(dòng)了ReRAM的發(fā)展。到了2022年，12Mbit容量產(chǎn)品MB85AS12MT的問世，標(biāo)志著ReRAM技術(shù)又邁上了一個(gè)新臺階。在國際市場上，惠普、Elpida、索尼、美光、海力士等主流企業(yè)紛紛布局ReRAM的商業(yè)化應(yīng)用。國內(nèi)方面，昕原半導(dǎo)體建成了28nm ReRAM中試線，中芯國際與Crossbar合作生產(chǎn)40nm芯片，展現(xiàn)出中國在ReRAM領(lǐng)域的積極追趕態(tài)勢。

ReRAM的讀寫速度顯著高于NAND Flash，功耗卻大幅降低。這一特性使其在物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、PC及存算一體架構(gòu)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。它能夠有效減少數(shù)據(jù)載入延遲，改善傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)的瓶頸問題。例如，富士通通過堆疊技術(shù)擴(kuò)展容量，計(jì)劃研發(fā)新一代產(chǎn)品；盛視科技的NAO機(jī)器人也采用ReRAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了存算一體架構(gòu)，提升了機(jī)器人的性能和效率。

為什么ReRAM適合AI

ReRAM（阻變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）十分適合AI應(yīng)用，有幾個(gè)方面的原因：一是天生適配“存算一體”架構(gòu)。ReRAM采用“金屬 - 絕緣體 - 金屬”夾層結(jié)構(gòu)，簡單易集成。計(jì)算時(shí)，它能借助歐姆定律和基爾霍夫定律，直接在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處進(jìn)行計(jì)算，無需在處理器和內(nèi)存間頻繁搬運(yùn)數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)陣列內(nèi)就能完成乘積累加（MAC）運(yùn)算，有效減少了數(shù)據(jù)搬運(yùn)帶來的能耗和延遲，解決了傳統(tǒng)芯片在AI計(jì)算中面臨的“存儲(chǔ)墻”與“功耗墻”難題。

二是超高能效比與低功耗。對于邊緣端智能穿戴設(shè)備、機(jī)器人等AI設(shè)備，省電是關(guān)鍵。ReRAM作為非易失性存儲(chǔ)器，斷電數(shù)據(jù)不丟失，無需像DRAM那樣不斷刷新來維持?jǐn)?shù)據(jù)，省去了大量待機(jī)功耗。而且，其讀寫功耗遠(yuǎn)低于NAND Flash等傳統(tǒng)存儲(chǔ)器，非常適合電池供電的AIoT設(shè)備，能顯著延長設(shè)備續(xù)航時(shí)間。

三是高密度與可擴(kuò)展性。ReRAM單元尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單，易于堆疊，可實(shí)現(xiàn)高存儲(chǔ)密度。在AI大模型發(fā)展迅速、需要存儲(chǔ)海量參數(shù)（權(quán)重）的當(dāng)下，ReRAM的高密度特性使其能在單顆芯片上集成更大存儲(chǔ)容量，滿足大模型對算力密度的要求，為大模型訓(xùn)練和推理提供有力支撐。

四是高精度與數(shù)字化潛力。早期存算一體芯片多采用模擬方案，精度低且易受噪聲干擾?；赗eRAM的全數(shù)字化存算一體方案解決了這些問題，能避免模擬電路噪聲，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)數(shù)字芯片相當(dāng)?shù)母呔扔?jì)算，且不受工藝環(huán)境波動(dòng)影響，結(jié)果可靠穩(wěn)定，對云端AI訓(xùn)練和推理意義重大。

ReRAM領(lǐng)域的企業(yè)格局

ReRAM領(lǐng)域企業(yè)格局呈現(xiàn)出國際老牌巨頭引領(lǐng)、國內(nèi)商業(yè)化領(lǐng)軍者崛起、戰(zhàn)略投資者與生態(tài)構(gòu)建者助力的態(tài)勢。

國際老牌巨頭是技術(shù)奠基者，擁有深厚技術(shù)積累與強(qiáng)大專利壁壘。富士通堪稱ReRAM領(lǐng)域“鼻祖”，2013年就推出產(chǎn)品，其川崎實(shí)驗(yàn)室是重要技術(shù)發(fā)源地，一直致力于將該技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)、汽車電子等領(lǐng)域，還計(jì)劃用堆疊技術(shù)擴(kuò)展容量。松下也是早期入局者，2013年全球首發(fā)ReRAM產(chǎn)品，2016年與富士通聯(lián)合開發(fā)芯片。美國的Crossbar Inc.是專注ReRAM技術(shù)許可的獨(dú)角獸公司，與中芯國際合作，2018年宣布在40nm工藝上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，是推動(dòng)ReRAM商業(yè)化的重要IP供應(yīng)商。

國內(nèi)商業(yè)化領(lǐng)軍者表現(xiàn)活躍，尤其在“存算一體”和“嵌入式存儲(chǔ)”領(lǐng)域。昕原半導(dǎo)體是國內(nèi)ReRAM商業(yè)化“領(lǐng)頭羊”，是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)28nm/22nm先進(jìn)制程ReRAM量產(chǎn)的公司，備受資本青睞，股東涵蓋字節(jié)跳動(dòng)、阿里巴巴、云鋒基金、沙特阿美等，產(chǎn)品已在工控、高性能MCU領(lǐng)域商用。燕芯微是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合代表，源于北京大學(xué)集成電路學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，擁有全套自主知識產(chǎn)權(quán)的ReRAM技術(shù)體系，專注嵌入式閃存替代和存算一體芯片，致力于解決MCU/SOC性能瓶頸。億鑄科技是AI算力領(lǐng)域有力競爭者，專注基于ReRAM存算一體的大算力AI芯片，被視為解決AI算力瓶頸的潛在獨(dú)角獸。

戰(zhàn)略投資者與生態(tài)構(gòu)建者通過投資和生態(tài)合作推動(dòng)ReRAM應(yīng)用。字節(jié)跳動(dòng)和阿里巴巴入股昕原半導(dǎo)體，推進(jìn)在VR頭顯、AI大模型加速等領(lǐng)域技術(shù)儲(chǔ)備。中芯國際與Crossbar合作，為ReRAM國產(chǎn)化制造提供關(guān)鍵工藝平臺支持，促進(jìn)其在國內(nèi)發(fā)展。

總結(jié)

ReRAM作為一種具有創(chuàng)新性和前瞻性的存儲(chǔ)技術(shù)，憑借其適合“存算一體”架構(gòu)、超高能效比與低功耗、高密度與可擴(kuò)展性以及高精度與數(shù)字化潛力等優(yōu)勢，成為AI時(shí)代的潛力股。隨著工藝的不斷成熟，預(yù)計(jì)將會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)商用落地，在云端數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛和智能機(jī)器人等領(lǐng)域發(fā)揮核心作用。未來，ReRAM有望為AI技術(shù)的發(fā)展帶來新的突破和變革，推動(dòng)科技邁向一個(gè)新的高度。