新世代存储器争霸战蔓延许久,日、韩等大厂近年来积极投入RRAM(Resistive Random-Access Memory),欲取代NAND Flash技术成为明日之星,工研院也着手研发RRAM技术许久,日前已在内部量产成功,并与2~3家台系存储器厂合作,目标希望能尽快将RRAM量产进入商品化,弥补台湾没有NAND Flash技术的遗憾,同时也可充分利用台湾12寸晶圆厂优势。
RRAM是次世代存储器技术的一种,近几年次世代存储器一直被市场拿出来讨论,也是因为传统NAND Flash技术是采用传统浮动闸(Floating Gate)架构,在20或10纳米以下将会导致无法再微缩下去,因此半导体业者积极寻找新的存储器技术取代NAND Flash。
工研院纳米科技研发中心主任陈联泰表示,RRAM低电压、快速启动、结构简单等优点,是目前唯一能和NAND Flash技术抗衡的非挥发性存储器(non-volatile memory),RRAM若是能进入量产规模商品化后,会是下世代存储器的明日之星。
陈联泰进一步表示,RRAM的电压比NAND Flash还要低,在省电上最低可达5微安培的电流和1.5V的低电压,读取速度上只要使用0.3奈秒脉冲即可运行,速度比NAND Flash更快,且可在每个记忆单位储存2个bits,提升储存资料的密度并缩小面积。
RRAM未来目标是先取代NAND Flash技术,长远目标希望能取代DRAM技术,不过若就成本考量,DRAM仍是具低成本的优势。
工研院投入次世代存储器多年,由于资源考量,已放弃PRAM将重点放在RRAM上,目前工研院针对RRAM技术已有51个专利在申请中,技术的最大关键在于材料,已在内部的8寸晶圆生产线中试产,采用电子束(e-beam)机台,目前是采用30纳米制程作试产,2012年预计可到20纳米制程。
再者,工研院也开始与2~3家台系存储器厂合作,希望能将此技术导入12寸晶圆厂,并进入量产和商品化阶段。
工研院表示,与台厂合作从年初就开始进行,但大家都还在评估阶段,未来导入12寸晶圆厂还有很多问题要面对,包括技术制程的转移、在12寸厂良率能提升、台厂是否能以现有机台设备进行生产,且是否愿意再进一步投资机台设备等,商品化时程目前仍没有时间表。
再者,RRAM技术一直是日韩研发的焦点,三星电子(Samsung Electronics)实力雄厚,因此几乎每一种次世代存储器都投入资源研发,其RRAM技术最快也预计在2012年商品化问世。
2010年底海力士(Hynix)和惠普(HP)也宣布合作开发RRAM技术和材料,尔必达(Elpida)与夏普(Sharp)也宣布要共同研发RRAM,显见RRAM技术已是目前最吸睛的次世代存储器。
存储器业界认为,由于传统NAND Flash技术架构面临瓶颈,加上现在行动装置产品的盛行,对于低耗电、高读取速度等储存技术需求越来越急迫,因此次世代存储器会是未来半导体大厂的著力重点。
再者,过去DRAM领域台厂最被诟病之处在于没有专利,而NAND Flash领域几乎是缺席,未来在RRAM领域布局上,工研院目前已有技术和专利在手,若能配合台湾12寸晶圆厂优势导入生产,有机会让台湾存储器产业重现光明。