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如何實現國產下一代阻變存儲器真正超越

來源:114PDF資料網 發布時間:2015-10-14

摘要:目前,閃存芯片存儲技術以高存儲密度、低功耗、擦寫次數快等優勢占據了非揮發性存儲芯片的壟斷地位,但隨著半導體工藝的不斷發展,閃存芯片存儲技術遇到了技術瓶頸,而新一代存儲技術——阻變存儲器有望成為閃存芯片存儲技術的替代者。

在我國金融、電信、稅務等國家重點部門中,98%的存儲系統采用國外產品,同時,高端存儲系統的核心技術大都被國外存儲廠商壟斷,這給國家信息安全帶來了較大的安全隱患,因此,突破國外廠商的壟斷,研發出擁有自主知識產權的高端存儲技術已迫在眉睫。目前,閃存芯片存儲技術以高存儲密度、低功耗、擦寫次數快等優勢占據了非揮發性存儲芯片的壟斷地位,但隨著半導體工藝的不斷發展,閃存芯片存儲技術遇到了技術瓶頸,而新一代存儲技術——阻變存儲器有望成為閃存芯片存儲技術的替代者。

有專家指出,在阻變存儲器領域,美國、日本、韓國等國家的企業研發起步較早,且企業之間不斷加強合作,掌握了該領域的諸多核心技術,而中國的研究力量比較分散,只有一些高校和科研機構進行了基礎性研究。對此,專家建議,我國研究機構和企業應強強聯合,共同攻關,同時加強產學研合作,將創新成果盡快轉化為產品。

已經輸在起跑線上?

作為一項新興技術,阻變存儲器于2000年才被人們所關注。那一年,美國休斯敦大學的一個研究小組報道了PCMO氧化物薄膜電阻轉換特性后,各研究機構開始投入大量人力、物力研究阻變存儲器,并展開了專利布局。國家知識產權局于2015年發布了《高端存儲產業專利分析報告》(下稱《報告》)。該《報告》由國家知識產權局專利局審查業務管理部組織,國家知識產權局專利局電學發明審查部負責實施。高端存儲課題組研究成員杭雪蒙經過全球專利文獻檢索發現,截至2014年10月30日,在阻變存儲器領域,全球申請人共提交了4168件專利申請,其中,美國、日本、韓國的申請人提交的專利申請量位居前三位,分別為1519件、1091件、720件,中國申請人提交的專利申請量為410件,位居第四位。

“美國、日本、韓國的各大半導體公司在阻變存儲器領域的研發起步較早,掌握了該領域的諸多核心技術,目前,這些公司都已經生產出測試產品,但還沒有實現量產。此外,在積極開展技術研發的同時,這些公司還通過合作和并購等形式,實現強強聯合、優勢互補。”杭雪蒙在接受中國知識產權報記者采訪時介紹。目前,國外企業的聯合研發已初見成效。杭雪蒙舉例說,索尼由于不具備制造尖端存儲器的能力,其在2011年選擇與美光共同研發阻變存儲器。2014年,研發小組研發出了高速、大容量的阻變存儲器,目前,索尼正在考慮將該技術用于智能手機和平板電腦等移動終端產品。

創新成果難以轉化?

近幾年,我國阻變存儲器產業雖然發展迅速,但仍面臨研發機構各自為戰、產學研程度不高等諸多困難。杭雪蒙對中國阻變存儲器領域的專利申請人進行分析發現,專利申請量較多的國外申請人以三星、夏普、索尼、松下等企業為主,中國申請人則以北京大學、中國科學院微電子研究所、復旦大學、清華大學等院校和研究機構為主,這表明我國針對阻變存儲器的研究仍停留在研發階段。

“我國高校和研究機構各自為戰是影響阻變存儲器產業快速發展的障礙之一,與阻變存儲器相關的物理學、材料學、微電子學以及其他相關學科的科研人員還沒有形成合力。比如中國科學院微電子研究所在阻變材料、機理及集成等方面開展了系統的研究工作;復旦大學則專注于‘新型半導體存儲及應用’關鍵技術的研究。”杭雪蒙介紹。中國科學院微電子研究所副研究員劉琦在接受本報記者采訪時表示:“阻變存儲器面臨的主要問題是創新成果難以轉化為產品,目前,雖然已經有部分企業與研究機構合作研發阻變存儲器相關技術,但企業參與度不高,創新成果仍難以產業化。”

如何實現逆勢趕超?

創新成果難以轉化為產品已嚴重制約了國內阻變存儲器產業的發展,那么,國內阻變存儲器產業應如何實現彎道超車?“國內企業應在加強基礎性研究的同時,開展器件研究,以產品為導向,重點研究器件化過程中的核心技術。此外,國家相關部門和企業需要加大投入,搭建阻變存儲器理論研究和產業化應用的橋梁,以加快創新成果的轉化進程。”杭雪蒙建議,我國研究機構和企業還應加強合作,共同研發,盡快將創新成果轉化為產品。

劉琦非常認同上述觀點,他表示,制約我國阻變存儲器產業發展的主要問題在于投入不夠,國家相關部門和企業應加大投入,并在阻變存儲器材料、工藝、器件、集成等關鍵技術領域加大研發力度,加快專利布局,為我國在下一代非揮發性存儲技術領域占據一席之地奠定基礎。值得一提的是,在應對困難的同時,我國阻變存儲器產業也迎來一些利好政策,可謂機遇與挑戰并存。“近年來,我國大力支持阻變存儲器領域的研究項目,比如,2009年,中國科學院微電子研究所聯合北京大學、復旦大學、南京大學和中國科學院物理研究所申報的國家科技重大專項課題——32納米阻變存儲器關鍵工藝和技術獲得了資助;2011年,由西安華芯半導體有限公司牽頭申報的國家‘863’科技計劃重大專項——新型非易失存儲器設計共性關鍵技術研究項目獲得科技部批復。”杭雪蒙表示,希望在利好政策下,我國在阻變存儲器領域的創新成果能盡快轉化為產品,以在未來的市場競爭中占據主動。

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