相變化內存原理分析及設計使用技巧

　　在相變化內存的每個位的位置都有一個微型加熱器，通過熔化然后再冷卻硫系玻璃，來促進晶體成長或禁止晶體成長，每個位就會在晶態與非晶態之間轉換。設定的脈沖信號將溫度升高到玻璃熔化的溫度，并維持在這個溫度一段時間;一旦晶體開始生長，就立即降低溫度。一個復位脈沖將溫度升高，然后在熔化材料形成晶體前快速降低溫度，這個過程在該位位置上產生一個非晶或不導電的材料結構(圖2)。

　　加熱器的尺寸非常小，能夠快速加熱微小的硫系材料的位置，加熱時間在納秒量級內，這個特性準許進行快速寫入操作、防止讀取操作干擾相鄰的數據位。此外，加熱器的尺寸隨著工藝技術節點縮小而變小，因此與采用大技術節點的上一代相變化內存相比，采用小技術節點相變化內存更容易進行寫入操作。相變化內存技術的技術節點極限遠遠小于NAND和NOR閃存(圖3)。

　　相變化內存的讀寫速度可媲美閃存，將來會接近DRAM的速度。從系統架構角度看，相變化內存的優點是沒有擦除過程，每個位都可以隨時單獨置位或復位，不會影響其它的數據位，這一點突破了NAND和NOR閃存的區塊擦除限制。

　　內存芯片價格取決于制造成本，Objective Analysis估計。相變化內存制造商將會把制造成本逐步降至競爭技術的水平。相變化內存的每gigabyte價格是DRAM的大約25倍，但相變化內存的儲存單元比最先進的DARM的儲存單元更小，所以一旦工藝和芯片達到DRAM的水平時，相變化內存的制造成本將能夠降到DRAM成本之下。

　　隨著工藝技術節點和晶圓直徑達到DRAM的水平，芯片產量足以影響規模經濟效益，預計到2015至2016年，相變化內存的每GB(gigabyte)價格將低于DRAM的平均價格。雖然相變化內存向多層單元(multi-level cells)進化，該技術制造成本將會降至DRAM價格的二分之一以下，從而成為繼NAND之后第二個成本最低的技術。再早關注相變化內存技術也不算早。我們知道閃存正在接近其不可避免的技術升級的極限，相變化內存等技術必將取而代之。相變化內存廠商透露，在2015年左右，這項技術的價格將會與DRAM的價格持平，屆時相變化內存將開啟一個全新的內存系統設計思維方式。