恒忆Omneo 相变存储器量产 PCM时代或已到来

日前，恒忆召开媒体发布会，发布其全新系列相变存储器产品，该系列产品采用被称为相变存储(PCM)的新一代存储技术，具有更高的写入性能、耐写次数和设计简易性，适用于固线和无线通信设备、消费电子、PC和其他嵌入式应用设备。

PCM原理

PCM的原理是利用硫族化合物在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来测量电阻而读取数据，储存数据则通过加热的方式改变硫族化合物的状态实现。由于其纪录方式是单纯的物理变化，没有利用电荷的形式进行存储，所以不用担心这个电荷会不会丢失，因此拥有很长的信息保存时间。早前，由于材料、制程工艺及功耗的原因，PCM一直未能成功进入商用领域。

图1 PCM原理示意

PCM特性比较

由于PCM采用了位修改方式，因此相对于FLASH的BLOCK擦除方式来说，写操作会迅速得多。而读取速度与NOR不相上下。更重要的是，由于是相变原理，因此擦写次数可达100万次，稳定性远远超过FLASH。同时，随着工艺节点的演进，15nm可能是FLASH的极限，而预计PCM可达到7、8nm的制程。

综合来看，PCM当前虽然成本尚不具备竞争优势，但具有较大的成本降低空间，且具有领先于其他存储技术的位修改性及非易失性。

图2 各类存储器性能比较

图中 灰色代表有或相对高性能，红色代表无或相对低性能，黄色代表中间水平

Omneo P5Q PCM/ P8P PCM

Omneo是恒忆同步推出的产品品牌，它代表着相变存储器适用于嵌入式设计领域所有应用的内在能力(“omni”)和新一类存储器(“neo”)。全新Omneo系列相变存储器包括支持串行外设接口（SPI）的存储器(Omneo P5Q PCM)和支持并行NOR接口的存储器(Omneo P8P PCM)。

Omneo P5Q PCM是一款兼容高速SPI接口的90nm相变存储器，具有字节修改功能以及更高的写入速度和耐写性能。 Numonyx P8P PCM是恒忆推出的第二款90nm128Mb并口相变存储器，支持100万次的耐写次数。恒忆嵌入系统事业部亚太区总经理徐宏来先生表示，到2012年，45nm产品的推出将令现有市场的总规模扩大到10亿美元以上。

Omneo P5Q PCM已经成功用于消费电子及绿色能源如智能电表等领域，以更高的系统吞吐量，更少的处理器开销，更低的系统功耗得到用户的青睐。

PCM似乎是存储器发展的必然，但如前所述，由于材料、制程工艺及功耗的原因，PCM一直未能成功进入商用领域，现在，虽然恒忆率先推出了高性能的PCM产品，但PCM技术大规模应用还面临着一个问题，即由于PCM采用的是加热器加热硫族化合物，因此目前其工作温度只能在0ºC~70ºC范围之内。徐宏来先生表示未来随着工艺的提高，工作温度有望变成传统的-40℃ ~85℃之间。不过，由于SMT的操作温度为260ºC，其间会造成数据丢失。因此，需采用先焊接器件，之后再拷贝程序的方式，从而加大了程序的写入成本。

虽然尚存需要克服的技术难点，但包括Intel、三星在内的半导体厂商们都看好着PCM技术的发展，三星更于日前宣布将在季末推出针对手机市场采用30nm制程的PCM产品，这一切似乎昭示着PCM 存储时代的到来。在发布会期间，徐宏来先生也透露道，恒忆正在进行新一代DDRX的设计，而一旦DRAM被PCM取代，存储器竞争体系就将被重新书写。

图3 Omneo P5Q PCM在智能电表中的应用