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韩国科学技术院(KAIST) 的研究人员创造了一种低功耗、经济高效的相变存储器件，为存储技术树立了新标准。它可以用来取代现有的存储器或以较低的处理成本和超低功耗实现下一代人工智能硬件的神经形态计算。

韩国科学技术院（KAIST）（院长Kwang-Hyung Lee）4 月4 日宣布，电气工程学院Shinhyun Choi 教授的研究团队开发出下一代相变存储*器件，具有超低功耗，可替代DRAM 和NAND 闪存。

相变存储器是指存储和/或处理信息的存储器件，利用热量将材料的晶态改变为非晶态或晶态，从而改变其电阻状态。

现有的相变存储器存在一些问题，例如制造高比率器件的制造工艺昂贵并且需要大量电力来运行。为了解决这些问题，Choi教授的研究团队开发了一种超低功耗相变存储器件，该器件不需要昂贵的制造工艺，而是通过电学方法形成非常小的纳米级相变细丝。这一新的研发成果不仅具有极低的处理成本，而且能够以超低功耗运行的突破性优势。

DRAM 是最常用的存储器之一，速度非常快，但易失性，断电后数据就会消失。存储设备NAND闪存的读写速度相对较慢，但它是非易失性的，即使断电也能保留数据。

图1.本研究开发的超低功耗相变存储器件的示意图，以及新开发的相变存储器件和传统相变存储器件的功耗比较。资料来源：韩国科学技术院新兴纳米技术与集成系统研究所

而相变存储器则结合了DRAM和NAND闪存的优点，具有高速、非易失性等特点。因此，相变存储器作为可以替代现有存储器的下一代存储器而备受关注，目前作为模拟人脑的存储技术或神经形态计算技术正在积极研究。

然而，传统的相变存储器件在运行时会消耗大量的功率，这使得创建实用的大容量存储产品或实现神经形态计算系统变得困难。为了最大限度地提高存储器件在运行时的热效率，之前的研究工作主要集中在通过使用最先进的光刻技术缩小存储器件的物理尺寸来降低功耗，但这些研究在实用性方面受到限制因为功耗的改进很小，而成本和制造难度却随着每一次改进而增加。

为了解决相变存储器的功耗问题，Shinhyun Choi教授的研究团队创造了一种在极小面积内电形成相变材料的方法，并成功实现了功耗比超低功耗的相变存储器件。比使用昂贵的光刻工具使传统相变存储器件便宜15倍。

Shinhyun Choi教授对这项研究未来在新研究领域的发展充满信心。他说：“我们开发的相变存储器件意义重大，因为它为解决存储器件生产过程中的问题提供了一种新颖的方法。”遗留问题，同时显着提高制造成本和能源效率。我们希望我们的研究结果能够成为未来电子工程的基础，实现包括高密度三维垂直存储器和神经形态计算系统在内的各种应用，因为它开辟了从各种材料中进行选择的可能性。我要感谢韩国国家研究基金会和国家纳米实验室中心对这项研究的支持。 \'

4月4日，国际知名学术期刊《自然》（Nature）4月号发表了这项研究的论文。韩国科学技术院电气工程学院博士生See-On Park和博士生Seokman Hong作为第一作者参与了这项研究。

编译自：科技日报