相变存储器的发展历史

二十世纪五十年代至六十年代，Dr. Stanford Ovshinsky开始研究无定形物质的性质。

无定形物质是一类没有表现出确定、有序的结晶结构的物质。

1968年，他发现某些玻璃在变相时存在可逆的电阻系数变化。

1969年，他又发现激光在光学存储介质中的反射率会发生响应的变化。

1970年，他与他的妻子Dr. Iris Ovshinsky共同建立的能量转换装置（ECD）公司，发布了他们与Intel的Gordon Moore合作的结果。

1970年9月28日在Electronics发布的这一篇文章描述了世界上第一个256位半导体相变存储器。

近30年后，能量转换装置（ECD）公司与MicronTechnology前副主席Tyler Lowery建立了新的子公司Ovonyx。

在2000年2月，Intel与Ovonyx发表了合作与许可协议，此份协议是现代PCM研究与发展的开端。

2000年12月，STMicroelectronics（ST）也与Ovonyx开始合作。

至2003年，以上三家公司将力量集中，避免重复进行基础的、竞争的研究与发展，避免重复进行延伸领域的研究，以加快此项技术的进展。

2005年，ST与Intel发表了它们建立新的闪存公司的意图，新公司名为Numonyx。

在1970年第一份产品问世以后的几年中，半导体制作工艺有了很大的进展，这促进了半导体相变存储器的发展。

同时期，相变材料也愈加完善以满足在可重复写入的CD与DVD中的大量使用。

Intel开发的相变存储器使用了硫属化物（Chalcogenides），这类材料包含元素周期表中的氧/硫族元素。

Numonyx的相变存储器使用一种含锗、锑、碲的合成材料（Ge2Sb2Te5），多被称为GST。

现今大多数公司在研究和发展相变存储器时都都使用GST或近似的相关合成材料。

大部分DVD-RAM都是使用与Numonyx相变存储器使用的相同的材料。

2011年8月31日，中国首次完成第一批基于相变存储器的产品芯片。

2015年，《自然·光子学》杂志布了世界上第一个或可长期存储数据且完全基于光的相变存储器。

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相变存储器(OUM)

奥弗辛斯基(Stanford

Ovshinsky)在1968年发表了第一篇关于非晶体相变的论文，创立了非晶体半导体学。一年以后，他首次描述了基于相变理论的存储器：材料由非晶体状态变成晶体，再变回非晶体的过程中，其非晶体和晶体状态呈现不同的反光特性和电阻特性，因此可以利用非晶态和晶态分别代表“0”和“1”来存储数据。后来，人们将这一学说称为奥弗辛斯基电子效应。相变存储器是基于奥弗辛斯基效应的元件，因此被命名为奥弗辛斯基电效应统一存储器(OUM)，如图2所示。从理论上来说，OUM的优点在于产品体积较小、成本低、可直接写入(即在写入资料时不需要将原有资料抹除)和制造简单，只需在现有的CMOS工艺上增加2~4次掩膜工序就能制造出来。

OUM是世界头号半导体芯片厂商Intel公司推崇的下一代非易失性、大容量存储技术。Intel和该项技术的发明厂商Ovonyx

公司一起，正在进行技术完善和可制造性方面的研发工作。Intel公司在2001年7月就发布了0.18mm工艺的4Mb

OUM测试芯片，该技术通过在一种硫化物上生成高低两种不同的阻抗来存储数据。2003年VLSI会议上，Samsung公司也报道研制成功以Ge2Sb2Te5(GST)为存储介质，采用0.25mm工艺制备的小容量OUM，工作电压在1.1V，进行了1.8x109

读写循环，在1.58x109循环后没有出现疲劳现象。

不过OUM的读写速度和次数不如FeRAM和MRAM，同时如何稳定维持其驱动温度也是一个技术难题。2003年7月，Intel负责非易失性存储器等技术开发的S.K.Lai还指出OUM的另一个问题：OUM的存储单元虽小，但需要的外围电路面积较大，因此芯片面积反而是OUM的一个头疼问题。同时从目前来看，OUM的生产成本比Intel预想的要高得多，也成为阻碍其发展的瓶颈之一。

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