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中国中冶(601618)中冶是全球最大高纯度氧化钪公司长期受益.新式钪锑碲(SST)相变存储器的重大突破
中冶是全球最大高纯度氧化钪公司长期受益.新式钪锑碲(SST)相变存储器的重大突破解决了写入速度瓶颈问题,在高密度、高速存储器上的应用验证对于我国突破国外技术壁垒、开发自主知识产权的存储器芯片具有重要价值。随着后续科研成果的陆续落地,我国相变存储器产业化应用或加速爆发,
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炎黄两帝:
天河应用创新发展 “天河一号”助力超高速相变存储研究
2018-11-29 15:06
导 读
处于数字全球化的今天,爆炸式增长的信息对数据的存储与传输提出了极大的挑战,而且目前商用计算体系架构内各存储部件,即缓存(SRAM)、内存(DRAM)和闪存(NAND Flash)之间性能差距日益加大,其间的数据交换效率已成为了电子设备发展的瓶颈。因此,研发具备存储密度大、读写速度快、能耗低、非易失等特点的新式通用式存储介质势在必行。
天津超算中心用户饶峰教授与西安交通大学张伟教授、马恩教授合作,基于“天河一号”在超高速相变存储研究方面取得了重要进展。相关研究成果在Science(《科学》)杂志上发表。
成果信息
饶峰、张伟等人聚焦相变存储器(PCRAM)技术领域,提出了一种全新的超高速相变材料设计方案,即:通过降低非晶相变薄膜形核的随机性实现超高速亚纳秒级结晶化(写)操作。通过理论模拟,设计了新型相变材料钪锑碲(SST)合金,利用结构适配且更加稳定的钪碲化学键来加速晶核的孕育过程,显著地降低了形核过程的随机性,大幅加快了结晶化(写)操作速度,达到了0.7纳秒的高速可逆操作,循环寿命大于107次。
与传统锗锑碲(GST)器件相比,钪锑碲(SST)器件的操作功耗降低了近10倍,通过材料模拟计算,阐明了超快结晶化以及超低功耗的微观机理。这一研究成果对深入理解和调控非晶态材料的形核与生长机制具有重要的指导意义,并为实现我国自主的通用存储器技术奠定了坚实的基础。
新型钪锑碲相变存储器件-0.7纳秒的高速写入操作及其相变机理
上述研究工作获得了国家自然科学基金项目、深圳市基础研究项目、中科院战略性先导科技专项等项目资助。饶峰教授为论文第一、通讯作者,丁科元博后为共同第一作者。论文的计算工作得到了国家超级计算天津中心的大力支持。
来源:国家超级计算天津中心
天河应用创新发展 “天河一号”助力超高速相变存储研究
2018-11-29 15:06
导 读
处于数字全球化的今天,爆炸式增长的信息对数据的存储与传输提出了极大的挑战,而且目前商用计算体系架构内各存储部件,即缓存(SRAM)、内存(DRAM)和闪存(NAND Flash)之间性能差距日益加大,其间的数据交换效率已成为了电子设备发展的瓶颈。因此,研发具备存储密度大、读写速度快、能耗低、非易失等特点的新式通用式存储介质势在必行。
天津超算中心用户饶峰教授与西安交通大学张伟教授、马恩教授合作,基于“天河一号”在超高速相变存储研究方面取得了重要进展。相关研究成果在Science(《科学》)杂志上发表...
炎黄两帝:
中科院研发出新型相变材料:突破数据读写存储速度极限
日期:2017-11-17 01:10:01 / 人气:415
北京11月15日电,据《科学》杂志官网14日报道,中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员饶峰和同事研发出一种全新的相变材料——钪锑碲合金,可在不到1纳秒内实现多晶态与玻璃态两种相态之间的转换。发表在本周出版的《科学》杂志上的这一研究成果,突破了相变存储器(PCRAM)的存储速度极限,为实现我国自主通用存储器技术奠定了基础。
经过几十年的发展,计算机已经变得更小、更快、更便宜,存储性能继续提升所面临的挑战也更加严峻。
静态/动态随机存储器(SRAM缓存/DRAM内存)是与计算机中央处理器直接交换数据的临时存储媒介,可按需随意取出或存入数据。本世纪初,科学家就已经提出PCRAM是一种很有前途的新型非易失性存储器,通过在两种相态之间转换,分别代表“0”和“1”进行存储。
现有最普遍使用的相变材料是锗锑碲合金(GST),为符合当今计算机的高速随机存储的需求,相态转换必须在亚10纳秒内完成,而锗锑碲合金的相变速度通常需要几十至几百纳秒,太慢导致无法媲美或替代传统的DRAM和SRAM存储器。
饶峰和同事通过理论计算,向锑碲合金加入过渡族金属,筛选出能在更高温度下通过形成更加稳定的钪碲化学键加速晶核形成的钪锑碲合金。
他们还合成出这一新型相变材料,并通过实验证明,新材料能在700皮秒(0.7纳秒)内快速完成晶体与玻璃态的相变可逆转换。研究人员表示,这一速度提升,使得相变存储器有望替代现有高速存储器进入实用,未来将进一步助推计算机整体性能的大幅提升,向更快速、更低功耗、更长寿命方向发展。
作者:帕沃特信息技术
中科院研发出新型相变材料:突破数据读写存储速度极限
日期:2017-11-17 01:10:01 / 人气:415
北京11月15日电,据《科学》杂志官网14日报道,中国科学院上海微系统与信息技术研究所副研究员饶峰和同事研发出一种全新的相变材料——钪锑碲合金,可在不到1纳秒内实现多晶态与玻璃态两种相态之间的转换。发表在本周出版的《科学》杂志上的这一研究成果,突破了相变存储器(PCRAM)的存储速度极限,为实现我国自主通用存储器技术奠定了基础。
经过几十年的发展,计算机已经变得更小、更快、更便宜,存储性能继续提升所面临的挑战也更加严峻。
静态/动态随机存储器(SRAM缓存/DRAM内存)是与计算...
炎黄两帝:
新型相变存储器获重大突破 相关产业链上市公司一览
2019-01-12 11:10 财股网
近日,西安交通大学材料学院与中国科学院上海微系统所在新型相变存储材料方面取得重大突破。科学家利用材料计算与设计的手段筛选出新型相变材料钪锑碲合金,该材料利用结构适配且更加稳定的钪碲化学键来加速晶核的孕育过程,显著降低形核过程的随机性,大幅加快结晶化即写入操作速度。与业内性能最好的相变器件相比,钪锑碲器件的操作速度提升超过10多倍,达到了0.7纳秒的高速可逆操作,并且降低操作功耗近10倍。相关科研成果发表于美国Science杂志
相变存储器具有功耗低、写入速度快、断电后保存数据不丢失等优点,被业界称为下一代存储技术的最佳解决方案之一。新式钪锑碲(SST)相变存储器的重大突破解决了写入速度瓶颈问题,在高密度、高速存储器上的应用验证对于我国突破国外技术壁垒、开发自主知识产权的存储器芯片具有重要价值。随着后续科研成果的陆续落地,我国相变存储器产业化应用或加速爆发,产业链相关企业有望受益。
炎黄两帝:
重磅消息.钪……未来己来!钪锑碲合金近期在中国科学院上海微系统与信息技术研究所研制成功,副研究员饶峰和他的团队共同完成了这一成果。这种材料可在不到1纳秒内实现多晶态与玻璃态两种相态之间的转换。这种材料的巨大作用在哪里呢?就是和大家生活息息相关的存储系统。
当然中国 研制这种材料的基本目的是为了为现有的DRAM和SRAM存储器寻求替代者。中国的相变存储器(PCRAM)之所以不能从根本上替代传统的存储器主要是因为存储速度受到影响,一旦这种新材料应用那么速度问题将迎刃而解。
大家都知道今年以来DRAM存储器被韩国垄断,价格开始了疯长的状态,韩国利用技术垄断漫天要价,不仅仅让大型装备处理器使用遭遇瓶颈,更是直接给广大民众的日常使用体验造成了挑战,不少网友抱怨今年这价格涨的都不敢换内存了。
大家都知道现代装备都是智能装备,智能处理已经成为高端装备的基本特征,如果内存长期被他国垄断,不仅仅造价问题,而且在特殊情况下还可能遭遇卡脖子。可以说这次内存异常上涨事件已经给我们敲响了警钟。这次我们取得材料突破,意味着在相变存储器(PCRAM)方面卖出了关键一步。
公开数据可知,PCRAM相变存储器不仅综合了目前半导体存储器市场上主流的DRAM、SRAM和FLASH等存储器的优良特性,而且还具有微缩性能优越、非挥发性、循环寿命长、数据稳定性强、功耗低、体积小等诸多优势。中国材料速度的提升将会促力相变存储器替代现有高速存储器进入实用,助推计算机整体性能的大幅提升,向更快速、更低功耗、更长寿命方向发展。全球最大的高纯氧化钪研发及生产基地、此项目是中冶集团发展的分水岭标志着进入一个新的发展阶段
来源:中冶集团 作者:宋树涛 发布时间:2017年10月24日 访问量:4449
重磅消息.钪……未来己来!钪锑碲合金近期在中国科学院上海微系统与信息技术研究所研制成功,副研究员饶峰和他的团队共同完成了这一成果。这种材料可在不到1纳秒内实现多晶态与玻璃态两种相态之间的转换。这种材料的巨大作用在哪里呢?就是和大家生活息息相关的存储系统。
当然中国 研制这种材料的基本目的是为了为现有的DRAM和SRAM存储器寻求替代者。中国的相变存储器(PCRAM)之所以不能从根本上替代传统的存储器主要是因为存储速度受到影响,一旦这种新材料应用那么速度问题将迎刃而解。
大家都知道今年以来DRAM存储器被韩国垄断,价格开始了疯长的状态,韩国利用技术垄断漫天要价,不仅仅让大型装备处理器使用遭遇瓶颈...
炎黄两帝:
存储芯片DRAM占半导体产业总产值的22%号称半导体产业的“风向标
前,我国已成为全球最大的半导体消费国,同时也是全球消费电子制造中心,但由于该产业在我国起步太晚,一直受制于美日企业的技术封锁,全国高端半导体芯片的绝大部分仍需进口,重点发展高端芯片已经成为我国信息产业首当其冲重任。
在官方文件中,“高端通用芯片”最早出现在2006年2月国务院出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,该纲要确定了包括“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”在内的16个重大专项。
在业内将“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”重大专项简称为“核高基”专项,同时又因为该专项排在16个专项的第一位,因此又将其称为“01专项”。
如果按照芯片的功能进行分类的话,包括处理器芯片、记忆和存储芯片、特定功能芯片等。那么是不是所有的芯片都具有战略性呢?其实,真正具有战略性的芯片主要是指高端芯片,比如CPU芯片、存储芯片、FPGA、通信芯片等。
随着云计算、大数据、数据中心的发展,存储的重要性愈加凸显,也成为半导体中增长最快的领域。但是,存储恰恰是我国半导体产业的最大短板。即使是在国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》并成立国家集成电路产业投资基金后,国内存储器产业也只在Nand flash领域看到产业发展的希望,而在更高端的DRAM领域,国内短时间内很难有所突破。有业内人士向媒体透露,目前我国超过2600亿美元的芯片进口额中有1/4是存储芯片,我国95%的存储芯片是依靠进口。
据了解,目前存储芯片占半导体产业总产值的22%,号称半导体产业的“风向标”。存储芯片芯片可简单分为闪存和内存,闪存包括NAND FLASH和NOR FLASH,内存主要为DRAM。
DRAM和NAND Flash是存储器的两大支柱产业,中国严重依赖进口。其中,NAND Flash产品几乎全部来自国外,主要用在手机、固态硬盘和服务器。NOR Flash主要用于物联网,技术门槛较低,中国企业基本已经掌握,但应用领域和市场规模不如DRAM和NAND Flash。目前,长江存储作为中国首个进入NAND存储芯片的企业于2018年才实现小规模量产。到2019年其64层128Gb3D NAND存储芯片才进入规模研发阶段。长江存储员工称,2018年出的第一代产品技术相对落后,主要为了技术积累,不是一个真正面向市场的量产产品。
不得不承认,全新的存储芯片产品从设计到实现收入需要经历较长的研发周期及经验积累,以及繁复的质量认证,而由于行业显著的激烈竞争和规模效应,导致在收入达到一定规模前,较难为企业带来实际的盈利效果。因此,完全通过自主研发填补国内存储芯片尤其是高端存储芯片领域的空白是一个漫长而挑战重重的道路。
对我国IC企业来说,做大做强主要有两个路径,一是靠自主研发、自我发展,但这需要比较长的时间积累;二是靠产业并购,目前看这是中国IC企业最为快速有效的方式,国际上很多优秀的半导体公司都是通过并购发展壮大的。对中国存储芯片产业来说,这也是一条快速有效的捷径
存储芯片DRAM占半导体产业总产值的22%号称半导体产业的“风向标
前,我国已成为全球最大的半导体消费国,同时也是全球消费电子制造中心,但由于该产业在我国起步太晚,一直受制于美日企业的技术封锁,全国高端半导体芯片的绝大部分仍需进口,重点发展高端芯片已经成为我国信息产业首当其冲重任。
在官方文件中,“高端通用芯片”最早出现在2006年2月国务院出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,该纲要确定了包括“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”在内的16个重大专项。
在业内将“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”重大专项简称为“核高基”专项,同时又因为该专项排在1...
炎黄两帝:
材料“家族”故事多
世界最快相变存储材料,为何能如此神速地读写芯片?科研人员告诉记者,这是用晶体和非晶体两种材料来“演绎”计算机“二进制”,再经过光刻机的精细刻画,便可以将存储芯片的读写速度显著提升。采用上海微系统所发现的新相变材料锗锑碲合金(Ge-Sb-Te)来打造芯片,不仅读写速度大幅提高,读写次数明显增加,功耗大幅降低,而且即使意外断电,存储数据也不会丢失。这一新材料目前已被成功打磨成一系列芯片产品。其中,包括国际上第一款量产的嵌入式相变存储器芯片产品,已应用于打印机墨盒,仅去年便已生产1600万颗;世界上最小单位尺寸的只读存储器芯片,单元面积只有头发丝截面十八万分之一左右,存储容量却可达到16兆字节,可让存储器的成本下降80%。
上海微系统所近20年在新型相变材料研发上可谓厚积薄发,后续发现的“世界上速度最快的钪锑碲(Sc-Sb-Te)相变材料”,获得世界著名学术期刊《科学》(Science)的高度肯定,后者的评论文章认为这一相变存储技术的新发现预示着下一代存储器的到来。如果在神经网络计算中使用这种存储器,功耗会进一步大大降低,速度也会再提升几个数量级。记者在工博会现场了解到,用最新相变材料钪锑碲制造芯片,目前正处于工程化验证阶段。而已成功开发的锗锑碲芯片,则将努力扩大存储能力。所有这些,未来很有可能在计算机存储领域掀起一场革命。
让“纸能包住火”成为现实的上海硅酸盐所原创发明——生物相容性多用途耐火纸,城市环境研究所出品的“好清洗的膜”——在上海、北京、广东、贵州、湖南和福建等地已成功应用的耐污染平板膜组件……记者在本届工博会中科院展区,还见识了各种各样神奇的新材料。其中,尤其让人印象深刻的关键词是——金属。
微信图片_20180922084322.jpg
图片说明:液态金属打印机 董纯蕾摄(下同)
金属,大家习以为常的状态是固态,其实液态金属也好用。曾经在科幻电影里才会出现的液态金属,正经过科学家的研究,走入可穿戴设备、智能服饰、软体机器人、医疗康复等领域。中科院理化技术研究所的“梦之墨”液态金属电子电路打印机,能直接打印既精美又实用的电路图,有效避免了传统电路制作的工艺复杂、制作周期长、对环境有腐蚀等缺点,实现了低成本的电路板“DIY”。中宣液态金属科技有限公司研制的“梦之墨”液态技术电子油墨,可打印电子标签、集成电路、发光二极管、复杂大面积柔性电路、个性化电子电路。它长得和水银颇有几分相似,科研人员用它开发出液态金属无汞体温计,已获多国药监部门认证。
机器“头脑”本领大
各式各样的机械臂,是中科院展区的另一大吸睛之处。沈阳自动化研究所,在本届工博会上展示了多项智能杰作。双臂机器人智能冲压生产线,依据仿生原理,将双臂机器人植入压力机中,实现自动化冲压。机器人能像人一样用两只手协同工作,一手上料一手下料,动作协调,效率大增。另一种双臂机器人,每个手臂均包含6个自由度,也就是说可模拟6个“关节”,动作更灵活,可胜任分拣、搬运、紧固、包装等多种作业,目前已应用于餐饮拎手、装配检测、包装码垛等多个行业。
微信图片_20180922084710.jpg
图片说明:废旧金属智能分选装置
不仅有灵活的双手,还有火眼金睛,中科院沈阳自动化研究所展示了机器自动化装置的十八般武艺。废旧金属智能分选装置,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,将上料、视觉定位、激光检测、拣出、分析控制等功能集于一个机器中,只消几分钟便能实现废旧金属的全自动分类;便携式元素成分分析仪同样采用LIBS原理,通过一个轻巧的手持终端,便能准确识别分析金属的元素成分。
微信图片_20180922084343.jpg
图片说明:智慧消防栓
值得一提的是,中科院展区的高科技成果,已经在本届工博会的会场投入实际应用。来自陕西拓普索尔电子科技的智慧消防栓监控系统,已在国家会展中心多处安装,可远程智能监测消防设备的水压,以有效避免“需要用无水可出”的消防隐患,且大量降低了人力巡检成本。
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材料“家族”故事多
世界最快相变存储材料,为何能如此神速地读写芯片?科研人员告诉记者,这是用晶体和非晶体两种材料来“演绎”计算机“二进制”,再经过光刻机的精细刻画,便可以将存储芯片的读写速度显著提升。采用上海微系统所发现的新相变材料锗锑碲合金(Ge-Sb-Te)来打造芯片,不仅读写速度大幅提高,读写次数明显增加,功耗大幅降低,而且即使意外断电,存储数据也不会丢失。这一新材料目前已被成功打磨成一系列芯片产品。其中,包括国际上第一款量产的嵌入式相变存储器芯片产品,已应用于打印机墨盒,仅去年便已生产1600万颗;世界上最小单位尺寸的只读存储器芯片,单元面积只有头发丝截面十八万分之一左右,存储容量...
炎黄两帝:
最新相变材料钪锑碲制造芯片.关注中国中冶最大钪锑碲
世界最快相变存储材料,为何能如此神速地读写芯片?科研人员告诉记者,这是用晶体和非晶体两种材料来“演绎”计算机“二进制”,再经过光刻机的精细刻画,便可以将存储芯片的读写速度显著提升。采用上海微系统所发现的新相变材料锗锑碲合金(Ge-Sb-Te)来打造芯片,不仅读写速度大幅提高,读写次数明显增加,功耗大幅降低,而且即使意外断电,存储数据也不会丢失。这一新材料目前已被成功打磨成一系列芯片产品。其中,包括国际上第一款量产的嵌入式相变存储器芯片产品,已应用于打印机墨盒,仅去年便已生产1600万颗;世界上最小单位尺寸的只读存储器芯片,单元面积只有头发丝截面十八万分之一左右,存储容量却可达到16兆字节,可让存储器的成本下降80%。
上海微系统所近20年在新型相变材料研发上可谓厚积薄发,后续发现的“世界上速度最快的钪锑碲(Sc-Sb-Te)相变材料”,获得世界著名学术期刊《科学》(Science)的高度肯定,后者的评论文章认为这一相变存储技术的新发现预示着下一代存储器的到来。如果在神经网络计算中使用这种存储器,功耗会进一步大大降低,速度也会再提升几个数量级。记者在工博会现场了解到,用最新相变材料钪锑碲制造芯片,目前正处于工程化验证阶段。而已成功开发的锗锑碲芯片,则将努力扩大存储能力。所有这些,未来很有可能在计算机存储领域掀起一场革命。
让“纸能包住火”成为现实的上海硅酸盐所原创发明——生物相容性多用途耐火纸,城市环境研究所出品的“好清洗的膜”——在上海、北京、广东、贵州、湖南和福建等地已成功应用的耐污染平板膜组件……记者在本届工博会中科院展区,还见识了各种各样神奇的新材料。其中,尤其让人印象深刻的关键词是——金属。
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图片说明:液态金属打印机 董纯蕾摄(下同)
金属,大家习以为常的状态是固态,其实液态金属也好用。曾经在科幻电影里才会出现的液态金属,正经过科学家的研究,走入可穿戴设备、智能服饰、软体机器人、医疗康复等领域。中科院理化技术研究所的“梦之墨”液态金属电子电路打印机,能直接打印既精美又实用的电路图,有效避免了传统电路制作的工艺复杂、制作周期长、对环境有腐蚀等缺点,实现了低成本的电路板“DIY”。中宣液态金属科技有限公司研制的“梦之墨”液态技术电子油墨,可打印电子标签、集成电路、发光二极管、复杂大面积柔性电路、个性化电子电路。它长得和水银颇有几分相似,科研人员用它开发出液态金属无汞体温计,已获多国药监部门认证。
机器“头脑”本领大
各式各样的机械臂,是中科院展区的另一大吸睛之处。沈阳自动化研究所,在本届工博会上展示了多项智能杰作。双臂机器人智能冲压生产线,依据仿生原理,将双臂机器人植入压力机中,实现自动化冲压。机器人能像人一样用两只手协同工作,一手上料一手下料,动作协调,效率大增。另一种双臂机器人,每个手臂均包含6个自由度,也就是说可模拟6个“关节”,动作更灵活,可胜任分拣、搬运、紧固、包装等多种作业,目前已应用于餐饮拎手、装配检测、包装码垛等多个行业。
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图片说明:废旧金属智能分选装置
不仅有灵活的双手,还有火眼金睛,中科院沈阳自动化研究所展示了机器自动化装置的十八般武艺。废旧金属智能分选装置,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,将上料、视觉定位、激光检测、拣出、分析控制等功能集于一个机器中,只消几分钟便能实现废旧金属的全自动分类;便携式元素成分分析仪同样采用LIBS原理,通过一个轻巧的手持终端,便能准确识别分析金属的元素成分。
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图片说明:智慧消防栓
值得一提的是,中科院展区的高科技成果,已经在本届工博会的会场投入实际应用。来自陕西拓普索尔电子科技的智慧消防栓监控系统,已在国家会展中心多处安装,可远程智能监测消防设备的水压,以有效避免“需要用无水可出”的消防隐患,且大量降低了人力巡检成本。
最新相变材料钪锑碲制造芯片.关注中国中冶最大钪锑碲
世界最快相变存储材料,为何能如此神速地读写芯片?科研人员告诉记者,这是用晶体和非晶体两种材料来“演绎”计算机“二进制”,再经过光刻机的精细刻画,便可以将存储芯片的读写速度显著提升。采用上海微系统所发现的新相变材料锗锑碲合金(Ge-Sb-Te)来打造芯片,不仅读写速度大幅提高,读写次数明显增加,功耗大幅降低,而且即使意外断电,存储数据也不会丢失。这一新材料目前已被成功打磨成一系列芯片产品。其中,包括国际上第一款量产的嵌入式相变存储器芯片产品,已应用于打印机墨盒,仅去年便已生产1600万颗;世界上最小单位尺寸的只读存储器芯片,单元面积只有头发丝截...