讓存儲芯片容量提高1000倍，超級存儲技術(shù)要來了,？

近日,，韓國技術(shù)信息部宣布，該國UNIST 能源與化學(xué)工程學(xué)院李俊熙教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),，提出了一種新的物理現(xiàn)象,，利用FRAM（鐵電體存儲器）技術(shù)，可以替代當(dāng)前主流的DRAM或NAND閃存,，有望將指甲大小的存儲芯片存儲容量提高 1000 倍,。

據(jù)李俊熙表示，F(xiàn)RAM技術(shù)是通過極化現(xiàn)象來存儲信息的,，其中電偶極子（如鐵電內(nèi)部的 NS 磁場）被外部電場對準(zhǔn),。通過向鐵電體物質(zhì)氧化鉿（HfO2）中施加3－4V的電壓,，可以讓原子之間的力量斷裂，每個(gè)原子都可以自由移動,，從而可以控制四個(gè)單獨(dú)的原子來存儲1位數(shù)據(jù),。而現(xiàn)有的存儲技術(shù)研究顯示，最多只能在數(shù)千個(gè)原子的組中存儲1位數(shù)據(jù),。對比之下可發(fā)現(xiàn),，通過FRAM技術(shù)可以讓半導(dǎo)體存儲器存儲容量達(dá)到500 Tbit ／ cm2，是當(dāng)前可用閃存芯片的1000倍,。理論上來說,，還可將線幅縮小至0．5納米。

FRAM技術(shù)并不遙遠(yuǎn)

2020年7月2日,，《科學(xué)》雜志已經(jīng)刊載了這項(xiàng)革命性研究,。

據(jù)李準(zhǔn)熙教授表示：“在原子中儲存信息的技術(shù),，在不分裂原子的情況下成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)終極儲存技術(shù)的幾率很高,?！彪m然還處在實(shí)驗(yàn)室階段，但這項(xiàng)研究也普遍被業(yè)界看好,，最大的原因在于FRAM是當(dāng)前已經(jīng)存在的半導(dǎo)體材料,，被認(rèn)為商用化的可能性非常高,。

那么FRAM到底是什么,？資料顯示,，F(xiàn)RAM是“baiferromagnetic random access memory”的英文縮寫,，即“鐵電體隨機(jī)存取存儲器”。

FRAM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的原理是利用鐵電晶體的鐵電效應(yīng),，“鐵電效應(yīng)”指,，在鐵電晶體上施加一定的電場時(shí),，晶體中心原子在電場的作用下運(yùn)動,，并達(dá)到一種穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電場從晶體移走后,，中心原子會保持在原來的位置。

由于晶體的中間層是一個(gè)高能階,，中心原子在沒有獲得外部能量時(shí)不能越過高能階到達(dá)另一穩(wěn)定位置,，因此FRAM保持?jǐn)?shù)據(jù)不需要電壓,，也不需要像DRAM一樣周期性刷新。此外,，F(xiàn)RAM存儲器的一大優(yōu)勢在于其內(nèi)容不會受外界條件（比如磁場等因素）的影響，因?yàn)椤拌F電效應(yīng)”是鐵電晶體固有的一種偏振極化特性,，與電磁作用無關(guān),，因此FRAM存儲器也具有非易失性的存儲特性，同樣具有非易失性的存儲還包括：1,、可編程只讀內(nèi)存PROM,；2,、電可擦可編程只讀內(nèi)存EEPROM；3,、可擦可編程只讀內(nèi)存EPROM,；4、電可改寫只讀內(nèi)存EAROM,；5、閃存Flash memory,。

圖片源自O(shè)Fweek維科網(wǎng)

超級存儲技術(shù)的未來應(yīng)用

隨著市場需求的增加,，用戶也對企業(yè)級存儲系統(tǒng)的訪問性能、存儲協(xié)議,、管理平臺,、存儲介質(zhì)以及其他各種應(yīng)用配置提出了更高的要求,。尤其是以云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)，在存儲芯片,、設(shè)備,、系統(tǒng)等方面迎來更多的選擇。

值此背景下,，超級存儲技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,，區(qū)別于傳統(tǒng)的閃存或動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，超級存儲技術(shù)更多的被用在移動計(jì)算,、航天航空,、軍事應(yīng)用、企業(yè)系統(tǒng),、汽車行業(yè),、物聯(lián)網(wǎng)以及工業(yè)市場等,。使用超級存儲技術(shù)的移動設(shè)備最普通的也有望達(dá)到T級別的數(shù)據(jù)容量，或許能容納數(shù)百部電影或數(shù)百萬首音樂,。

當(dāng)然,，超級存儲技術(shù)也并非只是簡單的數(shù)據(jù)擴(kuò)容，還涉及到存儲和數(shù)據(jù)容災(zāi),、虛擬化,、數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)安全（加密）,、數(shù)據(jù)壓縮,、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除,、自動精簡配置等功能特性,，這些功能的完善和優(yōu)化都需要占用不少能耗資源，如何在滿足超大存儲的同時(shí),，實(shí)現(xiàn)低功耗,、多功能等存儲產(chǎn)品研發(fā)，也是接下來存儲行業(yè)的重要發(fā)展方向,。