大数据时代对存储器的性能提出了极高的要求，尤其是类脑计算、边缘计算急需功耗极低的存储器。在新型存储器中，相变存储器是与CMOS工艺最兼容，技术最成熟的存储技术。2015年，Intel和Micron推出了傲腾三维相变存储芯片，速度和寿命比固态闪存硬盘要快一千倍，其三维堆叠技术也使容量高出了十倍。然而，由于在相变过程中需要将存储介质熔化冷却，导致相变存储器的功耗极高且发热严重，限制了存储容量的进一步提高，也大大增加了其制造成本。目前最先进的几十纳米制程的单个相变存储单元擦写功耗达到了40pJ左右，而实验室制备的百纳米大小的器件功耗达到1000pJ以上。

为了解决该问题，华中科技大学信息存储材料及器件研究所（ISMD）联合西安交通大学材料创新设计中心（CAID）研发了一种网状非晶结构的相变存储器，功耗达到了0.05pJ以下，比主流产品功耗低了一千倍。与普通“蘑菇结构”的相变存储器不同，这种新型存储器利用相变材料的自发分相在介质中形成了一些“导电岛”，而对该存储器的擦写只需要将这些岛链接或者断开即可。除了低功耗以外，该相变存储器拥有一致性好且寿命长的优点。

该成果以“Designing Conductive-Bridge Phase-Change Memory to Enable Ultralow Programming Power”为题发表在《Advanced Science》上。论文的第一作者为杨哲博士、王疆靖博士、李博文。通讯作者为徐明教授、缪向水教授、张伟教授和马恩教授。该研究是在国家自然科学基金、国家重点研发计划和国家02专项的资助下开展的，材料的实验表征受到了中科院上海微系统所朱敏研究员的倾力相助。

文章信息：

Yang, Z., Li, B., Wang,J.-J., Wang, X.-D., Xu, M., Tong, H., Cheng, X., Lu,L., Jia, C., Xu, M., Miao, X., Zhang, W., Ma,E., Designing Conductive-Bridge Phase-Change Memory to Enable Ultralow Programming Power. Adv. Sci. 2022, 2103478. DOI：10.1002/advs.202103478

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103478