相變存儲：存儲領域又起波瀾

正當閃存以不可阻擋之勢席卷各類存儲設備、其發展如日中天之時，一種新的存儲技術正悄然來到我們身邊，這就是相變存儲——未來有可能取代傳統存儲甚至閃存的新型存儲技術，并將由此引發存儲市場的新一輪變革。

11月28日，一場在寧波舉行的55nm相變存儲技術發布會將相變存儲這一新技術帶進了大眾的視野，尤其吸引我們眼球的是中國企業擁有相變存儲技術自主知識產權，并成為除三星和美光之外全球第三家擁有這項技術的企業，這就是寧波時代全芯科技有限公司。它不但將成為繼三星、美光之后第三家將相變存儲量產的公司，更重要的是，它將打破存儲器芯片生產技術長期被國外壟斷的局面。

相變存儲進入商用

可以說，近年來，存儲領域是創新技術不斷涌現的領域，優勝劣汰法則在這里被演繹得淋漓盡致，人類對于存儲性能的追求也是永無止境。從靜態隨機存儲技術（SRAM）到動態隨機存儲技術（DRAM），再到當前熱門的閃存技術（Flash），數據的迅猛增長伴隨著云計算、大數據的興起，更是對存儲的處理性能提出了更高的要求。近幾年來，具有替代傳統存儲甚至閃存潛質的新一代存儲技術——相變存儲（PCM）浮出水面，開始得到業界關注，并正在逐漸步入商品化市場。

相變存儲器（Phase Change Memory，PCM）是利用硫族化合物的晶態和非晶態巨大的導電性差異來存儲數據的。相（phase）是物理化學上的一個概念，它指的是物體的化學性質完全相同，但是物理性質發生變化的不同狀態。物質從一種相變成另外一種相的過程叫做“相變”，例如水從液態轉化為固態。相變存儲器就是利用特殊材料在晶態和非晶態之間相互轉化時所表現出的導電性差異來存儲數據的，因此稱為相變存儲器。

與現在正“吃香”的閃存相比，PCM同樣屬于非易失性存儲，不過，它比閃存更耐用。據寧波時代全芯科技有限公司曾邦助博士介紹，閃存的壽命通常約為10萬次讀/寫，而PCM的耐用性則比閃存要高數千直至數百萬倍，這一特性未來將使PCM在企業級存儲應用中擁有更多的優勢。另外，PCM最值得稱道的還是其卓越的存儲性能，其編程速度與閃存相比具有數量級的優勢。

正因為相變存儲的優秀特性，一些科研機構和公司對PCM的關注和研發已經有20多年的歷史，并在近些年取得了重要進展，開始邁入商業化領域。英特爾、IBM、三星以及美光等公司和大量的高校、研究所都在這一領域投入重金進行研究。2009年9月，三星電子宣布，他們已經開始量產容量為512Mb（64MB）的相變隨機存儲器（PRAM），該產品采用60nm工藝生產，可在80毫秒內擦除65千字，性能是NOR閃存的10多倍，在5MB大小的數據區域擦除和重寫的性能是NOR閃存的7倍左右。三星公司表示，這種PRAM芯片將首先用于手機領域，替代NOR閃存。據悉，三星的手機中已經采用了相變存儲模塊。

2010年4月，Numonyx公司也發布了Omneo系列PRAM，它們的最大容量為128Mb，采用90nm工藝制造。Omneo系列PRAM的編程速度是NOR閃存的3倍，讀寫壽命則是NOR閃存的10倍。Numonyx預期這些PRAM可以在手機、嵌入式系統等領域首先普及開來。據介紹，第一批商業化的PCM產品預計將在今年年內推出，而其主流產品，如替代傳統硬盤的固態硬盤將于2014年推出。

以替代傳統存儲器為目標

相比較而言，PCM的功耗更低，其固態硬盤比目前普通固態硬盤的執行速度更快，并且需要擦除。除了性能上的優勢外，在生產上，其制造成本只有現有半導體工廠或晶圓廠的十分之一，這也是業界認為未來它有可能替代硬盤驅動器和多種現有的存儲器芯片，而成為具有獨占性地位的存儲器件的理由。

隨著PCM設備和工藝以及PCM本身性能更趨于穩定和成熟，它的價格會迅速下降。每位元的PCM的實際成本在2011年與NOR閃存或DRAM相當或更低，到2013年，其價格與NAND閃存的價格相當甚至更低。據權威市場分析公司預測，在未來30年內，基于PCM技術生產的半導體產品或將成為電子存儲器產業發展的主要支撐力量。

曾邦助博士表示，PCM現在已經可以取代部分閃存市場，隨著產品的不斷升級，未來還會逐步取代部分內存、移動硬盤以及固態硬盤市場，并逐漸擴展到許多特殊應用領域，比如路由器中的CAM（內容尋址存儲器），甚至可以作為一種新的計算單元使用。曾邦助博士認為，相變存儲技術如同互聯網技術一樣，是一種新的“使能技術”，它將會帶來更多全新的，甚至是我們目前還無法想像的應用模式，其創造的價值以及未來的市場發展空間都是十分巨大的。

目前，PCM主要的使用方式是作為傳統存儲器的嵌入式系統，而未來它將成為取代所有傳統存儲器的獨立存儲器。

自主可控關鍵在“芯”

統計數據顯示，2012年，我國芯片產品進口額超過1900億美元，幾乎與原油進口金額相當，而幾年前芯片產品的進口金額甚至一度超過原油。在IT底層核心技術特別是芯片技術上的缺失，將對我國IT產業的自主、可控以及可持續發展造成很大的影響，而改變這種狀況的惟一辦法就是從政府、整個IT產業以及企業等各個層面加大對芯片技術的投入。

近幾年，加速實現高新技術的國產化正日益受到政府部門的高度重視，相變存儲技術的發展給中國廠商提供了一個實現創新、突破和引領市場發展的契機。寧波時代全芯科技是目前中國第一家擁有相變存儲技術自主知識產權的企業，該項技術目前已申請到的專利有57項，正在申請的專利達到141項。寧波時代全芯董事長張龍介紹說，該公司是由力利記集團和世峰科技共同投資的企業，目前，他們已著手將PCM商品化，并把制造基地落戶于寧波鄞州工業園區，未來主要以生產晶圓及芯片為主，預計未來10年能滿足年產10萬片相變存儲器的生產能力。他們的近期目標是，2014年將相變存儲投入量產，并力爭在5年內完成投資20億美元以上，建立自己的生產工廠和研發基地，生產具有完整知識產權的芯片產品。

張龍介紹說，寧波時代全芯有一支強大的具有創新精神的技術研發團隊，他們基于本身的研發能力和戰略性眼光，制定了相關的策略，致力于將相變存儲技術商業應用轉化的不斷升級，并期望憑借新的相變存儲技術和獨家專利技術成為存儲芯片和應用的主導廠商，并引領新一代存儲技術和產品的發展。