目前，碳纳米管的材料成本在芯片的整体成本中几乎可以忽略不计，使得碳纳米管内存较以往任何时候都更加受关注。包括NRAM。

    相较以往的内存而言，新一代内存对高速且不易丢失、以及5nm以下可扩展等性能的需求更大。经过多年的发展和测试，碳纳米管（CNTs）已被证明是最适合的高速、高密度、低功耗材料。

    碳纳米管不再只存在于研究实验室中了。一大批生产工厂已经可以毫无问题的生产CNTs了。不需额外添加新工具或新工艺，CNTs就可在领先的CMOS生产线上完成，另外，仅在过去的两年内，单片内存上CNT材料的成本就已经降低了10倍以上。这意味着相比于芯片成本而言，CNT材料成本几乎可以忽略不计，这使得CNT内存的实用价值相比以往任何时候都更加受关注。

    事实上，任何使用硅的地方，CNTs的潜力都是显著的，非挥发性的随机存储器（NRAM）、传感器、晶体管以及连通器等一大批设备可以开始生产。

    1991年，NEC公司的SumioIijima发明了CNTs，具有高强度和弹性的碳原子圆柱，就像卷起的铁丝网。它们是富勒烯家族的成员，具有惊人的性能，例如与铜一样的导电能力、硬度比钢还高，接近于钻石。CNT的直径只有人类头发的5万分之一，密度是铝的一半，其导热及导电能力比已知的其他材料都要好。

    将CNTs从实验室成功转移到生产CMOS工厂的关键是CNT材料满足领先工厂的使用要求，（任何金属浓度小于1ppb），使污染不成问题。事实上，采用现有的图层工具，可轻易的将这种CNT材料旋涂在晶圆片上，并可用现有光刻及刻蚀工具进行图案化。

    第一个与多家公司合作准备商业化的核心CNT技术是NRAM。多个生产厂家已经安装CNT存储工艺，目前正在设计需要增加存储容量、降低功耗、高速、高可靠性、长寿命的新型电子产品。

    NRAM具有多种特性，非常适合作为独立式及嵌入式应用的下一代技术，包括：

    ·CMOS兼容：可在标准CMOS加工厂进行制备，无需新设备

    ·无限的扩展性：将来尺寸可低于5nm

    ·寿命长：已证实其运行周期是闪存的几个数量级

    ·更快速的读写：与DRAM相近，比NAND快数百倍

    ·高可靠性：85℃下课保存超过1000年，即使在300℃下也可保存超过10年

    ·低功耗：在待机模式下几乎为零，写入1bit消耗的能量比NAND闪存低160倍

    ·低成本：结构简单，可制成3D多层和多级单元（MLC）

    速度和非易失性类似于DRAM的NRAM组合为新的设计、架构提供了大量机会，甚至为电子公司提供了新设备。NRAM可用于电脑、笔记比电脑、智能手机和平板电脑等消费电子设备，以及网络硬件、存储阵列及许多其他应用的企业系统。同时也是政府和军事用高温、高可靠性应用程序的理想选择。

    目前，独立式和嵌入式NRAM产品都在开发之中。独立式NRAM主要用于三个目的：取代DRAM、取代NAND闪存、应用于DRAM和NAND无法解决的问题。在嵌入式存储空间中，使用NRAM取代嵌入式非易失性的存储器，包括闪存、或者RAM（不管是SRAM还是DRAM）。

    过去的十年间，许多公司和大学的研究人员已经发现了许多可以用CNTs组成的非常有前途的设备——将CNTs从实验室转移到工厂，现在大规模生产已经成为可能。我们将看到使用CNTs的第一代NRAM，但随着行业不断追求CNTs的潜力和多样化，我们有望看到这种材料在各种新应用中得到应用。

 

责任编辑：王元

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