美研制出纳米级忆阻器芯片

本报讯美国密歇根大学科学家开发出一种由纳米级忆阻器构成的芯片，该芯片能存储1千比特的信息。发表在《纳米通讯》上的此项研究成果将有可能改变半导体产业，使成功研制出更小、更快、更低廉的芯片或电脑成为可能。

忆阻器是一种电脑元件，可在一简单封装中提供内存与逻辑功能。此前，由于可靠性和重复性问题，所展示的都是只有少数忆阻器的电路，而研究人员此次展示的则是基于硅忆阻系统并能与CMOS兼容的超高密度内存阵列。CMOS指互补金属氧化物半导体，是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。

虽然1千比特的信息量并不算大，但研究人员仍认为这是一大飞跃，这将使该技术更易于扩展以存储更多的数据。芯片研制者、密歇根大学电气工程与计算机科学系副教授吕炜表示，在一个芯片上集成更多的晶体管已变得越来越困难，因为晶体管缩小导致功耗增加，且难以安排所有必需的互连，将器件差异做到最小的成本也很高。而忆阻器的结构更简单，它们更易于在一个芯片上封装更多的数量，以达到最高可能密度，对于内存这样的应用更具吸引力。

基于忆阻器的内存芯片密度要比目前基于晶体管的芯片至少高出一个数量级(10倍)。吕炜说，如此高密度的电路，其运行速度也非常快。例如，将信息存储在忆阻器内存上的速度要比存储在快闪内存上快3个数量级(1000倍)。

忆阻器内存的另一优势是，在信息存储上，它不像现今的动态随机存取内存(DRAM)那样短暂。DRAM会随时间而消退，因此必须在1秒钟内重写好几次。而忆阻器内存则更加稳定，不需要被重写。

吕炜表示，忆阻器为通用内存的开发提供了可能。由于其被安放在集成电路上的密度是如此之高，因此也为研制出更坚固耐用的仿生逻辑电路带来了希望。人类大脑中的每一个神经元通过突触与一万个其他神经元相连，工程师们无法凭借现今基于晶体管的电路达成这样的连接，但忆阻器电路或许具有克服这种问题的潜力。