目前，碳納米管的材料成本在芯片的整體成本中幾乎可以忽略不計，使得碳納米管內存較以往任何時候都更加受關注。包括NRAM。

    相較以往的內存而言，新一代內存對高速且不易丟失、以及5nm以下可擴展等性能的需求更大。經過多年的發展和測試，碳納米管（CNTs）已被證明是最適合的高速、高密度、低功耗材料。

    碳納米管不再只存在于研究實驗室中了。一大批生產工廠已經可以毫無問題的生產CNTs了。不需額外添加新工具或新工藝，CNTs就可在領先的CMOS生產線上完成，另外，僅在過去的兩年內，單片內存上CNT材料的成本就已經降低了10倍以上。這意味著相比于芯片成本而言，CNT材料成本幾乎可以忽略不計，這使得CNT內存的實用價值相比以往任何時候都更加受關注。

    事實上，任何使用硅的地方，CNTs的潛力都是顯著的，非揮發性的隨機存儲器（NRAM）、傳感器、晶體管以及連通器等一大批設備可以開始生產。

    1991年，NEC公司的SumioIijima發明了CNTs，具有高強度和彈性的碳原子圓柱，就像卷起的鐵絲網。它們是富勒烯家族的成員，具有驚人的性能，例如與銅一樣的導電能力、硬度比鋼還高，接近于鉆石。CNT的直徑只有人類頭發的5萬分之一，密度是鋁的一半，其導熱及導電能力比已知的其他材料都要好。

    將CNTs從實驗室成功轉移到生產CMOS工廠的關鍵是CNT材料滿足領先工廠的使用要求，（任何金屬濃度小于1ppb），使污染不成問題。事實上，采用現有的圖層工具，可輕易的將這種CNT材料旋涂在晶圓片上，并可用現有光刻及刻蝕工具進行圖案化。

    第一個與多家公司合作準備商業化的核心CNT技術是NRAM。多個生產廠家已經安裝CNT存儲工藝，目前正在設計需要增加存儲容量、降低功耗、高速、高可靠性、長壽命的新型電子產品。

    NRAM具有多種特性，非常適合作為獨立式及嵌入式應用的下一代技術，包括：

    ·CMOS兼容：可在標準CMOS加工廠進行制備，無需新設備

    ·無限的擴展性：將來尺寸可低于5nm

    ·壽命長：已證實其運行周期是閃存的幾個數量級

    ·更快速的讀寫：與DRAM相近，比NAND快數百倍

    ·高可靠性：85℃下課保存超過1000年，即使在300℃下也可保存超過10年

    ·低功耗：在待機模式下幾乎為零，寫入1bit消耗的能量比NAND閃存低160倍

    ·低成本：結構簡單，可制成3D多層和多級單元（MLC）

    速度和非易失性類似于DRAM的NRAM組合為新的設計、架構提供了大量機會，甚至為電子公司提供了新設備。NRAM可用于電腦、筆記比電腦、智能手機和平板電腦等消費電子設備，以及網絡硬件、存儲陣列及許多其他應用的企業系統。同時也是政府和軍事用高溫、高可靠性應用程序的理想選擇。

    目前，獨立式和嵌入式NRAM產品都在開發之中。獨立式NRAM主要用于三個目的：取代DRAM、取代NAND閃存、應用于DRAM和NAND無法解決的問題。在嵌入式存儲空間中，使用NRAM取代嵌入式非易失性的存儲器，包括閃存、或者RAM（不管是SRAM還是DRAM）。

    過去的十年間，許多公司和大學的研究人員已經發現了許多可以用CNTs組成的非常有前途的設備——將CNTs從實驗室轉移到工廠，現在大規模生產已經成為可能。我們將看到使用CNTs的第一代NRAM，但隨著行業不斷追求CNTs的潛力和多樣化，我們有望看到這種材料在各種新應用中得到應用。

 

責任編輯：王元

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