复旦大学周鹏教授《InfoMat》综述：存储材料与器件：从概念到应用

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人工智能、物联网以及云计算的蓬勃发展对存储技术的多样化功能、高密度、超快速度的要求达到了一个前所未有的高度。然而由于物理定律的限制，随着器件尺寸的不断微缩，栅漏电、静态功耗、存储架构等问题严重阻碍着各类新兴存储技术的发展。逐渐兴起的新一代存储单元有望极大地提升存储性能并拓宽应用，从而推动非冯诺依曼计算存储结构的发展。正当此时，复旦大学周鹏教授联合中国前沿存储技术及应用研究单位清华大学吴华强教授、北京大学蔡一茂教授、中国科学院微电子研究所刘琦研究员及深圳大学饶峰教授在InfoMat上发表了题为：“Memory materials and devices: From concept to application.”的综述文章。文章主要总结了现有新型数据存储技术，包括阻变存储技术（RRAM）、相变存储技术（PRAM）、自旋转移矩磁存储技术（STT-MRAM）以及基于新材料的二维半导体存储技术（2D Memory）等。文章从基本概念出发，详细阐述了新材料、新器件、新结构的发展和其在存储、存储计算一体化的应用，并对未来存储技术的需求进行了展望。

文章首先对二维材料以及其存储器件进行了介绍。作为一种新兴的材料体系，二维材料不仅具有原子级别的厚度，还拥有许多新奇的物理特性。这使得二维材料不仅仅可以在原子级别实现传统存储器的结构，同时也凭借本身新奇的特性成功制备了多种新型存储单元。可扩展性以及优异存储性能一直使得RRAM一直是高密度存储的良好选择。从RRAM的原理出发，进而讨论了RRAM高性能器件以及神经计算应用。紧接着，作者介绍了MRAM的发展过程以及基于其工作原理。MRAM本身的工作特性决定了本身简单的结构以及与电路良好的兼容性使其成为下一代存储的优良选择。现阶段，商用PCRAM产品已经可以实现数十纳秒级别的操作，因此针对PCRAM的技术革新进行了简要的介绍。

最后对于现阶段新型存储器的发展进行了总结与展望，为存储相关领域的研究人员的工作提供了参考。现阶段新兴存储技术虽然处在不同的发展阶段，但都非常具有前景与潜力，在未来有与其适应的架构配合会推动存储技术的发展与应用。

该工作发表在InfoMat（DOI: 10.1002/inf2.12077 ）上。

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