当下，新型存储技术越来越受到业界的瞩目，这一次ReRAM成为荧幕主角。市场最新动态：知名互联网科技公司字节跳动悄然布局新型存储技术ReRAM。


字节跳动入股昕原半导体

据天眼查信息，近日，昕原半导体（上海）有限公司发生工商变更，股东新增PICOHEART(SG)PTE.LTD.，后者持股约9.51%，成为第三大股东。同时该公司注册资本增加4.64%。

据了解，PICOHEART(SG)PTE.LTD.是字节跳动不久前于新加坡成立的新公司。此次投资，字节跳动间接持股9.51%，成为昕原半导体的第三大股东。另据媒体近日报道，字节跳动发言人证实了这一投资，并表示这是为了帮助推进该公司虚拟现实头显设备的开发。

工商信息显示，昕原半导体（上海）有限公司成立于2019年10月，法定代表人为XIANG ZHANG，注册资本约3346.96万人民币，经营范围含集成电路芯片设计及服务、电子元器件制造、计算机软硬件及辅助设备零售等。

据官网介绍，被投资方昕原半导体成立于2019年，专注于ReRAM新型存储技术及相关芯片产品的研发，涵盖高性能工控/车规SoC/ASIC芯片、存算一体（Computing in Memory, CIM）IP及芯片、系统级存储（System-on-Memory, SoM）芯片三大应用领域。

昕原半导体掌握一体化闭环技术能力，覆盖器件材料、工艺制程、芯片设计、IP设计和中试量产等诸多环节。由昕原自主建设的中国大陆首条先进制程 ReRAM 12寸中试后道生产线已顺利通线。另外，该公司“昕·山文” 系列ReRAM安全存储产品，率先实现了先进制程 ReRAM在工业自动化控制领域的商用量产。


“潜力股”ReRAM：可提供高密度非易失性存储和高效存内计算

ReRAM多用于类脑计算，甚至成为了类脑计算的代名词。密歇根大学教授Wei D.Lu称，因为ReRAM可以自己执行学习和推理功能，所以ReRAM阵列应用在存内计算架构时很有潜力。ReRAM还支持双向数据流，而更大的神经网络使用具有平铺MPU架构的模块化系统来提高吞吐量。

美国密歇根大学至少十年前就已经开始开发ReRAM原型了。该大学电气工程和计算机科学系教授Wei D.Lu说道，ReRAM具有提供高密度非易失性存储以及高效存内计算的潜力，而且支持ReRAM的加速器能够突破冯·诺伊曼计算架构的瓶颈。教授Wei D.Lu在IEDM发言时概述了一些器件，讲了通过并行计算来处理大的AI模型，还谈到了边缘计算应用程序的功率、延迟和成本问题。ReRAM还能支持双向数据流，有更好促进存内计算的潜力。

ReRAM是以非导性材料的电阻在外加电场作用下，在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的非易失性存储器，该技术具备一般小于100ns的高速度、耐久性强、多位存储能力的特点。

ReRAM被分为许多不同的技术类别，包括氧空缺存储器 (OxRAM，Oxygen Vacancy Memories)、导电桥存储器 (CBRAM，Conductive Bridge Memories)、金属离子存储器 (MeRAM，Metal Ion Memories)、忆阻器 (Memristors)、以及纳米碳管 (CaRAM，Carbon Nano-tubes)，代表公司有美国Crossbar、松下和昕原半导体。

ReRAM由于存储介质中的导电通道具有随机性，在二进制存储中难以保证大规模阵列的均一性。所以，业界普遍认为，ReRAM能够充分满足神经形态计算和边缘计算等应用对能耗、性能和存储密度的要求，预期将在AIoT、智能汽车、数据中心、AI计算等领域获得广泛的运用，被认为是实现存算一体的最佳选择之一。

在新兴的存储技术中，ReRAM技术更适合在存储单元中采用多级存储，有利于降低存储器计算的能耗、提高成本效益，近年来台积电，Crossbar、英特尔、富士通、三星、UMC、Adesto等国际厂商已对该技术进行重点布局。


多点开花的ReRAM应用领域

ReRAM的优越性能也让其应用也十分广泛。


AIoT：效能与安全是要义

AIoT主要由微型设备组成，供电能力弱且需要数据实时交互，因此不仅要求存储器件低功耗，也需要高速度和低延迟。ReRAM在读写速度和功耗几倍到几百倍的提升，并可实现更高的存储密度。

AIoT的数据要求具备基本的信息安全和隐私保护能力。一些厂商的ReRAM都带有PUF密钥，每颗存储芯片都拥有唯一信任根和唯一主动标识ID，结合通用密码算法，实现数据和程序的防复制和防篡改能力。


人工智能：亟需打破存储墙

人工智能不断发展，对存储和计算提出了更高的要求。目前计算机还是依然延续冯·诺依曼结构，存储单元和计算单元独立分开，

现有冯·诺伊曼计算系统采用存储和运算分离的架构，存在“存储墙”与“功耗墙”瓶颈，严重制约系统算力和能效的提升。“能效比低”已经成为人工智能芯片的瓶颈问题。

ReRAM可以直接在芯片上集成处理逻辑，从而实现全新的以内存为中心的SoC架构。ReRAM的优越特性有助于解决这些算法所需的性能和能源挑战。通过减少存储和计算之间的性能差距。


数据中心：高速计算提出更高要求

DRAM读写速度很快，但是无法下电保存数据，NAND密度高，可以下电保存数据，但是读写速度延迟高。高速计算、5G、万物互联等应用场景正在推动数据中心、智能终端的高速增长和转型，对数据中心和智能终端提出了性能的更高要求。

通过利用ReRAM密度高、能耗低、读写速度快及可下电数据保存的特点，能帮助用户大幅提升数据中心性能，降低能耗，达到运营成本的大幅降低。

国内外厂商的ReRAM布局

ReRAM相比MRAM和PRAM，研究要稍晚。2000年，夏普购买了美国休斯敦大学的相关专利后，才引起学术界和业界的研究。由于ReRAM独特的优势，主流存储器厂商也纷纷投入力量，开始对ReRAM的研究。ReRAM也已经由实验室阶段进入到企业的研发阶段。

松下在2013年开始出货ReRAM，成为了世界第一家出货ReRAM的公司。

2016年11月，富士通半导体开始销售其与Panasonic共同开发的4兆字节（MB）ReRAM芯片。今年4月，富士通推出12Mbit ReRAM MB85AS12MT，这是富士通ReRAM产品系列中密度最大的产品。

ReRAM技术的领导者Crossbar成立于2010年。Crossbar将其技术作为现成的或定制的IP内核授权给SoC和内存公司。Crossbar也在积极发展其生态系统硬件和软件合作伙伴。2021年7月，Crossbar它宣布将其ReRAM设备用于PUF应用。

Intrinsic是伦敦大学学院的一家衍生公司，旨在将新型忆阻ReRAM器件商业化。今年2月份，Intrinsic及其合作伙伴imec已将Intrinsic的ReRAM技术扩展到50nm。

今年3月，Weebit宣布，借助CEA-Leti，将其ReRAM技术缩小到22nm。两家公司正在设计一个完整的IP内存模块，该模块集成了一个针对先进的22nmFD-SOI工艺的多兆位ReRAM块。Weebit也正在迅速加快其开发计划。

实质上，除去专门研究生产ReRAM的存储厂商，还有一些存储厂商采取的是两边下注的策略。因为他们要确保一旦DRAM和NAND不能再满足市场发展需求，必须有一些研究成果可以取而代之。

2016年，西部数据就宣布将在即将推出的专用SSD中使用3D ReRAM，以取代NAND闪存。

国内在ReRAM领域的研究也有了一些成果。

今年2月16日，由昕原半导体主导建设的大陆首条28/22nm ReRAM 12寸中试生产线顺利完成了自主研发设备的装机验收工作，实现了中试线工艺流程的通线，并成功流片。

实际上，昕原半导体专注于ReRAM领域，是一家集核心技术、工艺制程、芯片设计、IP授权和生产服务于一体的新型IDM公司。该公司的核心产品覆盖高工艺嵌入式存储、高密度非易失性存储、存内计算及存内搜索等多个领域。

除了IDM厂商外，代工厂商也积极发展先进技术以配合ReRAM的发展与生产。

2016年，中芯国际与Crossbar签订一份代工协议，基于中芯国际40纳米CMOS制造工艺，为Crossbar生产ReRAM。2017年，中芯国际正式出样40nm工艺的ReRAM芯片。

2021年，台积电40nmReRAM进入量产，28nm和22nmReRAM准备量产。

ReRAM未来前景光明，近几年，也是ReRAM发展最关键的时期。在新兴的存储技术中，ReRAM技术对于降低存储器计算的能耗、提高成本效益至关重要，因而极具发展前景。然而，要想把握这些机会，真正成为DRAM和NAND的继任者，ReRAM还有很长的路要走。