三維阻變存儲(chǔ)器技術(shù)專利申請(qǐng)分析

陳敏 邢白靈

【摘要】在各種新型非易失性存儲(chǔ)器中，阻變存儲(chǔ)器RRAM具有存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作速度快、功耗低、有利于提高集成密度等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有成為下一代存儲(chǔ)器的潛力，受到廣泛的關(guān)注。本文介紹了RRAM技術(shù)的基本情況，結(jié)合三維RRAM相關(guān)的專利申請(qǐng)數(shù)量對(duì)近年來(lái)RRAM技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的專利進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】三維阻變存儲(chǔ)器 RRAM 專利

一、引言

過(guò)去幾十年里集成電路技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，以集成電路為核心的信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，特別是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在信息產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)中起到關(guān)鍵作用。RRAM利用材料電阻率的可逆轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制信息的存儲(chǔ)。在各種新型非易失性存儲(chǔ)器中，RRAM具有存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作速度快、功耗低、有利于提高集成密度等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有成為下一代存儲(chǔ)器的潛力，受到廣泛的關(guān)注。本文將主要從申請(qǐng)時(shí)間、申請(qǐng)國(guó)別以及主要申請(qǐng)人等指標(biāo)對(duì)涉及三維RRAM技術(shù)的專利進(jìn)行分析，因?yàn)檫@些指標(biāo)可以直接、客觀體現(xiàn)全球范圍內(nèi)三維RRAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，從而為三維RRAM技術(shù)的發(fā)展提供參考。

二、三維RRAM技術(shù)專利分析

2.1 三維RRAM專利全球分布

本文主要在寺利數(shù)據(jù)庫(kù)中針對(duì)分類號(hào)G11C13/00，G11C11/OO，G11C8/00下的關(guān)于三維RRAM的專利進(jìn)行了檢索，分析了中英文專利申請(qǐng)共110篇。

全球范圍內(nèi)三維RRAM專利主要集中分布的國(guó)家主要有口本、中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)等，其中日本申請(qǐng)34件，中國(guó)申請(qǐng)28件，韓國(guó)申請(qǐng)25件，美國(guó)申請(qǐng)17件，從中可以看出三維RRAM的專利申請(qǐng)?jiān)谥袊?guó)的申請(qǐng)量還是比較多的，僅次于日本。

2.2 國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量和申請(qǐng)人分析

通過(guò)對(duì)檢索的11O件國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)進(jìn)行分析，得出國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)三維RRAM技術(shù)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)時(shí)間的分析結(jié)果如圖l所示。

從圖1可知，在2007年之前，國(guó)內(nèi)沒(méi)有對(duì)于三維RRAM方i面的技術(shù)專利的申請(qǐng)，原因是2000年Liu等提出了用電脈沖感應(yīng)的電阻可逆轉(zhuǎn)的非易失性存儲(chǔ)器件，他們采用鈣鈦礦氧化物作存儲(chǔ)電阻，這就是RRAM，從此RRAM的研究才吸引了越來(lái)越多的關(guān)注，成為新一代存儲(chǔ)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。在這之前，業(yè)內(nèi)對(duì)RRAM的技術(shù)知之甚少，研究成果趨近于空白，但從2007年開始，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人關(guān)于三維RRAM技術(shù)專利的申請(qǐng)數(shù)量明顯增加，特別是由2008年的l件增加到2009年的6件，并且此后逐年趨于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)。

國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)于三維RRAM的專利申請(qǐng)的主要單位是科研院校，其中復(fù)旦大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院和清華大學(xué)申請(qǐng)的專利數(shù)量相對(duì)較多，這說(shuō)明國(guó)內(nèi)對(duì)于三維RRAM還處于研究階段，尚未進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段，因此雖然三維RRAM技術(shù)發(fā)展已經(jīng)在國(guó)內(nèi)引起了重視，但是在存儲(chǔ)器制造技術(shù)方面仍落后于國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家。

2.3 國(guó)外申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量和申請(qǐng)人分析

圖2給出了在三維RRAM技術(shù)領(lǐng)域國(guó)外申請(qǐng)人專利申請(qǐng)量的分布趨勢(shì)，從圖中可以看出，國(guó)外的三維RRAM的起步比較早，最早在2000年liu等剛提出利用電脈沖感應(yīng)的電阻可逆轉(zhuǎn)的非易失性存儲(chǔ)器件后，2001年美國(guó)惠普公司就出現(xiàn)了三維RRAM的相關(guān)專利，即國(guó)外三維RRAM的申請(qǐng)量于2001年開始萌芽，之后于2007年出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，到2009年逐漸趨于穩(wěn)定高速發(fā)展階段。可以預(yù)見未來(lái)的幾年國(guó)外對(duì)于三維RRAM技術(shù)的研究仍然會(huì)繼續(xù)，而且可能會(huì)出現(xiàn)更加快速發(fā)展的階段，因?yàn)閺哪壳叭蜓芯啃问絹?lái)看，三維RRAM技術(shù)并未發(fā)展到一個(gè)比較成熟的階段，日前可以說(shuō)還處于一個(gè)重在研究技術(shù)路線的階段，從研究到生產(chǎn)再到投入市場(chǎng)都需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，這中間也將會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)估的難題，因此不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，目前都需要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)三維RRAM技術(shù)的研究。

通過(guò)對(duì)該領(lǐng)域國(guó)外申請(qǐng)人的檢索發(fā)現(xiàn)，國(guó)外申請(qǐng)入主要有韓國(guó)三星電子、日本東芝、松下電器產(chǎn)、美國(guó)桑迪士克等公司，其中韓國(guó)三星電子申請(qǐng)量是最靠前的，從2007年至2013年有17件之多，而且三星電子也是最早研究RRAM的三維結(jié)構(gòu)的企業(yè)，其興起帶動(dòng)了全球?qū)τ谌SRRAM的研究，如日本和美國(guó)等國(guó)家對(duì)于三維RRAM的研究也是如火如荼，可以預(yù)見在不久的將來(lái)，市場(chǎng)上將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多利用三維RRAM技術(shù)制造的產(chǎn)品。

2.4 國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)人專利申請(qǐng)量的分布趨勢(shì)比較

在圖3中，可以清晰明了地掌握國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)人專利申請(qǐng)量的分布趨勢(shì)。從圖3中可以看出，國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)人專利申請(qǐng)量的分布趨勢(shì)基本一致，基本處于穩(wěn)中上升的趨勢(shì)，在三維RRAM技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的發(fā)展從2008年以后至今，該技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢(shì)，但是國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的申請(qǐng)量還是明顯的落后于國(guó)外，這也說(shuō)明國(guó)內(nèi)對(duì)于三維RRAM技術(shù)的研究還是處于相對(duì)落后的狀態(tài)，還需要更多的單位或個(gè)人投入到這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)圖表分析，可以看出近幾年來(lái)，隨著三維RRAM技術(shù)的發(fā)展，三維RRAM技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新活動(dòng)已越來(lái)越活躍。同時(shí)，我們也應(yīng)該發(fā)現(xiàn)，我國(guó)RRAM技術(shù)與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家仍有一定差距，雖在RRAM技術(shù)的專利申請(qǐng)和數(shù)量上面呈追趕和超越態(tài)勢(shì)，但是在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面仍有很長(zhǎng)的路要走。