ReRAM
1. 3 秒看懂
- ReRAM = 用電阻值存 0/1 的非易失性儲存器,靠奈米級導電細絲的通斷實現高速切換。
- 核心優勢:納秒級讀寫、pJ 級能耗、可三維堆疊、與 CMOS 邏輯工藝天然相容,適合直接“騎在”處理器或 HBM 上方建置存內計算或高頻寬近存快取。
- 在 chain‑hbm 中的角色:扮演 HBM 與 GPU/CPU 之間的大容量、非易失、低延遲緩衝層,大幅減少資料搬運的能耗與延遲,是破解 AI“儲存牆”的關鍵候選技術。
2. 3 分鐘產業解釋
(1)怎麼用一句話給投資人講清楚? ReRAM 是“掉電不丟資料、讀寫比 NAND 快千倍、比 DRAM 省電”的新型半導體儲存,一旦在 AI 加速卡中找到價效比位置,將重構從片外快取到嵌入式儲存的價值分配。
(2)產業鏈位勢
- 上游:特種金屬氧化物靶材、原子層沉積(ALD)與反應離子刻蝕裝置、選通管材料。
- 中游:儲存單元設計與智慧財產權(IP)、IDM 或晶圓代工廠的工藝整合(多為 28nm 以上特殊工藝,逐步下探至 16nm FinFET)。
- 下游:AI 加速卡中間快取層、物聯網嵌入式非易失記憶體、汽車電子安全儲存、未來存算一體晶片的權重儲存器。
(3)技術成熟度 截至 2024 年底,全球 ReRAM 普遍處於工程樣品 / 小批次利基市場階段。密度方面,已示範的獨立式晶片在 Mb 級到低 Gb 級,嵌入式 IP 多為 Kb 至 8Mb 範圍(Weebit Nano 2024 年 22FDX 平台演示 8Mb RRAM 宏,來源:Weebit Nano 官網)。尚未出現單晶片達 10 Gb 以上的商用產品。
(4)代表公司與格局
- 國際大廠:美光、三星、鎧俠、索尼、松下,多作為技術儲備或嵌入式應用。
- 專業 IP 公司:Crossbar(美國)、Weebit Nano(以色列),專注對外授權。
- 代工廠:台積電(提供 22nm / 28nm RRAM 嵌入式 IP)、GlobalFoundries、聯電等。
- 中國:中科院微電子所、清華大學、復旦大學等科研機構推進器件與存算一體架構,產業端尚在早期匯入。
(5)關鍵數字摘要(均標明年份)
- 新興非易失性儲存器整體市場:2023 年約 8.5 億美元(Yole Group,2024 年報告,口徑:含 MRAM、PCM、FRAM、ReRAM 等),ReRAM 單獨營收公開資料未見獨立細分數字。
- 典型寫入耐久性:10⁶
10¹² 次(實驗室資料可達 10¹²,商業化產品保證值通常在 10⁵10⁶ 次,依據不同材料和代工平台,來源:ISSCC 歷年論文)。 - 讀寫延遲:讀 10
50 ns,寫 10100 ns,遠優於 NAND(微秒~毫秒),與 DRAM 接近或稍慢。
3. 技術原理
ReRAM 的基本單元為金屬-絕緣體-金屬(MIM)三明治結構。通常下電極為 TiN 或 Pt,絕緣層為二元金屬氧化物(如 HfO₂、Ta₂O₅、SiO₂),上電極為 TiN、Ta 等。施加不同極性或幅值的電壓脈衝,絕緣層內部會在電場驅動下生成或斷裂直徑僅數奈米的導電細絲(Conductive Filament),從而在高阻態(HRS,邏輯 0) 與低阻態(LRS,邏輯 1) 之間可逆切換。
(1)細絲型與介面型分岔
- 絲狀導電(filamentary):導電細絲隨機形成,驅動電流小,開關比大(>10³),但逐次迴圈電阻波動較大,是多數產品首選。
- 介面型(interface‑type):通過氧空位遷移改變金屬/氧化物介面勢壘,無直通細絲,均一性好但開關比較小,適合模擬計算、多值儲存。 不同公司在這一分岔上的選擇,直接導致其在數字儲存、模擬存內計算上的不同定位。
(2)選通與陣列架構 為避免陣列中的漏電流串擾,每個 ReRAM 單元需要串聯選通器件:
- 1T1R(單管單阻):電晶體作為選通管,與標準 CMOS 完全相容,尺寸略大,適合嵌入式。
- 1S1R(單選通管單阻):雙向選通二極體(如氧化物閾值開關),面積更小,適合 3D 堆疊高密度獨立式儲存晶片(類似 Crosspoint 結構)。
(3)3D 堆疊潛力 ReRAM 是**後端工藝(BEOL)**相容的器件,可直接架設在邏輯電路之上,不需要單獨的前端工藝電晶體層。多層 MIM 堆疊可實現 3D Cross‑bar 結構,在單位矽面積上增加儲存容量。3D 堆疊的難點在於每層特性的均一性和自上而下刻蝕的工藝精度。
(4)存內計算原理 利用基爾霍夫電流定律,在一個 ReRAM 交叉陣列上,同時施加多行電壓,列線上的累加電流可直接完成矩陣-向量乘法(MVM),這是 AI 推論中最核心、最耗能的操作。這種模擬計算雖受噪聲影響,但能效比可達幾 TOPS/W 甚至更高,遠勝數位電路。
(5)寫入與擦除機制
- SET(程式設計至低阻):施加正向電壓(如 +1.5~+2.5 V),形成導電細絲,電流急劇增大,需要外部限流(current compliance)防止過熱損壞。
- RESET(擦除至高阻):施加負向或小幅正向電壓脈衝(無嚴格限流),焦耳熱熔斷細絲,實現高阻態。
- 形成步驟(forming):初次使用需要略高電壓的“軟擊穿”以初始化導電通道,是工藝控制的關鍵,部分設計採用 forming‑free 材料工藝避免此步。
4. 關鍵引數
(1)單元面積與儲存密度
- 1T1R 結構的單元面積取決於電晶體(在 40nm 節點下約 30~40 F²),不適合超高位密度;1S1R 無電晶體設計可做到 4 F²/層,3D 堆疊理想下可媲美 NAND。
- 量產訊息:台積電 2024 年 VLSI 研討會展示 16nm FinFET 相容的 1T1R RRAM 宏,容量 1Mb,單元面積約 0.05 µm²(來源:TSMC 技術論文)。
- 公開資料未見 2025 年之前有哪家公佈超過 8Gb 獨立式 ReRAM 晶片的商用樣品。
(2)讀寫延遲與頻寬
- 讀延遲:10
30 ns(主流 1T1R,溫度 25°C 下);寫延遲:2550 ns。均可在 DRAM 級別。 - 在多 Bank 並行讀寫下,理論頻寬可達 100 GB/s 以上,用於近存快取與 HBM 形成互補。
(3)耐久性(Endurance)
- 工業級產品(如嵌入 MCU)通常保證 10⁵~10⁶ 次寫入。
- 實驗室研究已實現 10¹² 次(使用 TaO x 或 HfO x 精細調控,2020 年 IEDM 報道)。
- 對於 AI 推論的權重儲存,寫入次數要求極低(權重更新極少),但訓練場景需要>10¹² 次,ReRAM 當前在此場景尚不成熟。
(4)資料保持與工作溫度
- 通常標稱 10 年@85°C,車規級要求 20 年@150°C 資料保持,部分氧化物 ReRAM 在高溫下細絲擴散導致阻態漂移,需額外糾錯和重新整理演算法。
- Weebit Nano 2023 年公佈其 SiO x 基 ReRAM 通過 125°C 下車規級認證預測試(來源:Weebit Nano 官網)。
(5)能耗指標
- 寫入能量:0.1~1 pJ/bit(1T1R 細絲型);讀取能量更低至 10 fJ/bit 級別,顯著優於 DRAM 重新整理能耗(DRAM 需週期性重新整理每單元約數十 pJ)。
- 存內計算模式下,一次 MVM 操作等效完成數百次乘法累加,系統能效比可達 500 TOPS/W 以上(清華大學 2023 年 Nature 論文,基於憶阻器陣列的存內計算晶片)。
(6)工藝節點與平台
- 主流量產/演示平台:台積電 40nm、28nm、22nm ULL(超低漏電)、16nm FinFET;GlobalFoundries 22FDX;聯電 40nm。
- 截至 2024 年底,公開報道未見 7nm 以下 ReRAM 嵌入式 IP。
5. 技術路線
(1)材料體系路線
- HfO₂ 基:與高 K 金屬柵(HKMG)工藝共用材料,代工廠接受度高,台積電、IMEC 主推。
- TaO x 基:耐久性和開關比優異,適合高可靠性亞微米級器件,美光早期專利較多。
- SiO x 基:Weebit Nano 核心技術,強調 forming‑free、專有摻雜,可在較高溫度下保持資料,相容代工廠標準 CMOS 流程。
- 其他:鈣鈦礦氧化物(如 PCMO)用於介面型憶阻器,適合模擬多值儲存,但 CMOS 相容性較差。
(2)儲存單元架構路線
- 獨立式 3D ReRAM(Crossbar 結構):模仿 3D NAND 思路,採用 1S1R 無電晶體堆疊,面向高密度儲存級記憶體(SCM)。三星、Crossbar 技術儲備深厚,但成本與良率挑戰大。
- 嵌入式 ReRAM(eReRAM):在邏輯晶片上直接整合,做程式碼儲存、安全金鑰、AI 快取。台積電、三星、GF 均提供代工選項,已用於少量 MCU 產品。
- 存內計算陣列:專門為模擬 MVM 設計的 2D 陣列,不要求每個單元都可精確讀寫,而是整體模擬輸出,對應的設計方法和 EDA 工具鏈正處於學術向產業過渡。
(3)寫入方案分歧
- 二元儲存:單單元存 1 bit,效能最可靠,是當前商業化的起點。
- 多值儲存(MLC):用不同阻態存 2 bit 或更多,增大密度但需要超高精度的程式設計與讀出電路,目前僅在實驗室展示,量產可行性待驗證。
(4)與競爭技術的交集 ReRAM 兼具 PCM 的密度(可堆疊) 與 MRAM 的速度,且無需重金屬磁材,被視為潛在“通吃”方案。但多路線並存意味著標準與生態分裂,資本分散。
6. 上游:材料與裝置
(1)關鍵材料
- 金屬氧化物靶材:高純 HfO₂、Ta₂O₅、AlO x 等靶材,要求純度≥99.999%,供應商包括 JX 金屬、Materion、霍尼韋爾、國內有研新材等。
- 電極材料:TiN 靶材(用於上下電極及阻擋層),Pt、Ru、W 等貴金屬用於低電阻接觸,部分 ReRAM 需要惰性電極防擴散。
- 特種前驅體:用於 ALD 沉積超薄氧化層的有機鉿源、鉭源,頭部供應商如 Air Liquide、SAFC。
- 選通管材料:閾值開關常用 Te‑As‑Ge‑S 系硫系玻璃或 NbO x,涉及特殊靶材與蒸鍍工藝,供應鏈極其狹窄。
(2)核心製造裝置
- 薄膜沉積:原子層沉積(ALD)是製備均勻性 <1% 奈米級氧化層的絕對主力,全球主要玩家為 ASM、東京威力科創(TEL)、Lam Research。國內裝置(如瀋陽拓荊)尚在追趕 ALD 多片均勻性與重複性。
- 刻蝕裝置:ReRAM 單元尺寸小,3D 堆疊需極高深寬比反應離子刻蝕(RIE),Lam 與 TEL 壟斷市場。
- 快速熱退火(RTP):用於電鑄 forming 等效工藝,精確控制毫秒級脈衝溫度。
- 測試與可靠性篩選機臺:ReRAM 需要納秒級脈衝和 pA 級電流測量,Keysight、Keithley 提供半導體引數分析儀,專用高速自動化測試機臺仍依賴定製或國產量測企業(如華峰測控等),但專用於 ReRAM 的測試方案公開報道未見成熟國產量產機臺。
(3)設計 IP 與 EDA
- ReRAM 單元緊湊模型(Compact model)及工藝設計套件(PDK)掌握在代工廠和 IP 供應商手中。
- 存內計算架構的 EDA 工具遠未標準化,Cadence、Synopsys 有初步工具鏈,但多為與大學合作專案,尚未提供完整籤核流程。
7. 下游:從 AI 到邊緣的落地場景
(1)AI 訓練/推論加速卡的近存快取 在 GPU/NPU 與 HBM 之間增加一層大容量、非易失 ReRAM 快取,可存放預解壓引數、中間啟用,減少對 HBM 的讀寫壓力。單卡功耗可降低 15~30%(來源:學術界估算,2022 年 Stanford 團隊論文;實測產品尚未釋出)。
(2)存內計算 AI 推論晶片 用 ReRAM 陣列直接儲存神經網路權重並並行執行 MVM,去除了資料在處理器與儲存器間搬運的功耗。適合低功耗邊緣 AI,如關鍵詞喚醒、人臉識別、影像分類等。國內已有至少 5 家企業宣佈基於 RRAM 的存算一體晶片流片,但大多公開資料未見詳細出貨量資料。
(3)嵌入式非易失記憶體(eNVM) 替代 eFlash,用於 MCU、安全晶片、FPGA 配置儲存器。優勢是低功耗寫入、可在更先進工藝(<28nm)實現,eFlash 受限於浮柵耐久與工藝微縮。代表案例:松下在 8 位 MCU 中整合 ReRAM 已小批量出貨(2018 年起,2024 年仍在特定工業客戶供應,來源:松下半導體新聞稿)。
(4)汽車電子與航空航天 車用 MCU 要求寬溫、高可靠性,ReRAM 正在通過 AEC‑Q100 認證,主要玩家包括 Weebit Nano 與代工廠合作推進。航空級抗輻射 ReRAM 亦在研究,利用其非電荷儲存的固有抗輻射優勢。
(5)儲存級記憶體(SCM)與持久記憶體 英特爾已將 3D XPoint 退出市場,留下 SCM 空白。ReRAM 有望以更低成本、更少層堆疊實現類似效能,但至少需要到 128 Gb 以上才有伺服器成本競爭力,目前離此目標差距較大。
8. 受益公司(產業鏈關聯方)
(1)邏輯代工廠
- 台積電(TSMC):在 22nm、28nm 提供 eReRAM IP,2024 年推進 16nm RRAM 宏,潛在受益於 AIoT 和存內計算客戶需求。
- GlobalFoundries:22FDX 平台與 Weebit Nano 合作緊密,目標車用與工業。
- 聯電(UMC):40nm eReRAM 平台可供客戶使用,客戶群以消費類 MCU 為主。
(2)IDM 與儲存大廠
- 三星:全面版面配置新興儲存器,ReRAM 作為嵌入式 NOR 替代及 SCM 遠期方案均有研究,進度與 MRAM 並重。
- 美光:早期版面配置 3D ReRAM(Cross‑point 類),但當前對外釋放資訊有限,截至 2024 年公開路線圖上未單獨列出 ReRAM 量產時間點。
- 鎧俠 / 東芝:在 2010 年代與索尼合作早期晶片,現仍有 ReRAM 專利組合。
- 索尼、松下:各自有商用級微控制器內嵌 ReRAM 的經驗,但規模微小。
(3)專業 IP 與設計公司
- Crossbar Inc.:握有數百項核心專利,對外授權 1T1R 及 3D 堆疊設計,已與若干中國及美國客戶達成 IP 合作。
- Weebit Nano:SiOx 基 RRAM IP,已與 SkyWater、GlobalFoundries 等代工廠合作匯入,2025 年目標大批次產。
- 若干中國初創:中科院微電子所孵化的專案,以及如後摩智慧、知存科技(以 NOR Flash 存內計算為主,ReRAM 屬於遠期方向),ReRAM 存內計算初創多數在融資與工程演示階段,公開銷售營收未見。
(4)裝置與材料廠商
- AMAT、Lam Research、TEL:ALD、刻蝕、熱處理裝置的核心供應商,若 ReRAM 投入大規模量產,裝置訂單將增加。
- 靶材廠商:JX 金屬、Materion 等,以及國內的江豐電子、有研新材可能受益於高純氧化物靶材需求增長。
(5)中國產業鏈
- 長江儲存:在 3D NAND 以外探索新型儲存,公開報道未揭露詳細 ReRAM 量產計劃。
- 華為哈勃投資及中芯國際:通過資本或合作涉足存內計算 ReRAM 設計公司,但未公開具體工藝節點及容量。
- 科研機構關聯企業:普遍處在早期技術轉讓階段,無公開財務營收資料。
9. 市場規模
(1)新興儲存器整體盤子 據 Yole Group(現 Yole Intelligence, part of Yole Group)2024 年 6 月釋出的《Emerging Non‑Volatile Memory 2024》報告(報告名稱可能略有區別,資料口徑:含 MRAM、PCM、FRAM/FeRAM、ReRAM、STT‑MRAM 等),2023 年全球新興 NVM 市場約 8.5 億美元,預計 2029 年達到 約 48 億美元,年複合增長率約 33%。
(2)ReRAM 市場份額 該報告並未公開獨立的 ReRAM 營收細分數字,僅指出 ReRAM 目前貢獻微乎其微,主要營收來自 FRAM 和 MRAM/STT‑MRAM。預計隨著嵌入式存內計算需求爆發,2028 年後 ReRAM 的佔比將明顯提升,但具體比例屬於付費內容,公開資料未見。
(3)嵌入式非易失記憶體替代市場 據 Gartner 2023 年資料,eFlash 及相關嵌入式 NVM 市場約為 11~12 億美元(口徑:所有 MCU 和智慧卡內嵌儲存 IP 價值)。如果 eReRAM 在 <28nm 節點滲透率達到 10%,對應 1 億+美元規模,但到 2025 年底尚未觀察到該滲透趨勢。
(4)存內計算 AI 晶片市場 每顆基於 ReRAM 的存算一體 AI SoC 中含有 ReRAM 位元數量巨大,晶片出貨量若達千萬級,會帶來新型儲存代工營收。然而 2024 年全球存算一體晶片出貨絕大部分仍基於 NOR Flash 或 SRAM,ReRAM 相關出貨可以忽略不計(依據公開產品釋出資訊推斷)。諮詢機構預測 2030 年存內計算 AI 晶片市場或達 500 億美元(Yole 2024),若 ReRAM 分得 5% 份額,有望帶來數十億美元機會,但僅為遠期假設。
10. 玩家對比
(1)台積電 vs 三星(代工與 IDM 雙雄)
- 台積電:以嵌入式 eReRAM IP 服務客戶,走 HfO₂ 路線,PDK 成熟,適合中小設計公司,已有多個 MCU 客戶採用。
- 三星:自研自用為主,同時版面配置 ReRAM 和 MRAM,嵌入式和獨立式均涉及,潛在市場是自家 AP 及邊緣 AI,但對外代工生態不透明。
(2)Crossbar vs Weebit Nano(IP 授權賽道)
- Crossbar:專利密集,1T1R 與 1S1R 均開發,可提供 3D 堆疊參考設計,技術偏底層器件,強調可在先進節點實現,客戶需較強工藝能力。
- Weebit Nano:基於 SiO x 的 forming‑free 技術在健壯性和熱穩定性上發力,車規級驗證進度領先,與 GF 等代工廠深度繫結,目標是讓客戶幾乎“零改工藝”整合。
(3)美光 vs 鎧俠(NAND 巨頭延伸)
- 美光:大量 ReRAM 早期專利,但資源更聚焦於 DRAM 和 NAND,3D ReRAM 研發持續但優先順序下調。
- 鎧俠:與索尼合作過商用產品,現存專利和生產線可用於小規模特殊產品,公開策略偏向觀望。
(4)中國科班 vs 海外歸國派
- 中科院微電子所、清華大學等:器件和存內計算晶片論文量全球領先,部分成果正通過衍生企業轉化,但專利商業化節奏慢於海外同行。
- 國內初創:團隊背景強,但融資規模普遍在數億元人民幣級別,尚無一家實現千萬級晶片出貨,工藝依賴台積電或國內代工廠中試線。
(5)技術引數對比總結
- 寫入耐久性:Weebit Nano 標稱 10⁵~10⁶(25°C),Crossbar 宣稱 10⁸+(實驗室)。
- 單元大小:台積電 16nm 1T1R 單元 0.05 µm²;三維堆疊理論可<0.01 µm²/層。
- 功耗:所有玩家均宣傳 pJ/bit 寫入,但實際有 forming 等額外步驟,系統功耗需等產品釋出方有實測。
11. 風險
(1)技術成熟度風險
- 細絲隨機性:每次 SET/RESET 細絲的形態差異會導致電阻分佈寬泛,需要額外 read‑verify 和 ECC 糾錯,降低有效頻寬。
- 擾動與串擾:頻繁讀寫相鄰單元會意外改寫目標單元狀態,尤其在高密度陣列中。
- 疲勞與老化:介面及電極退化導致視窗收窄,最終無法區分 0/1,壽命預測模型尚未標準化。
(2)量產良率
- 奈米級細絲的成核、斷裂高度依賴工藝引數的奈米級控制和材料本徵缺陷密度,一片 300 mm 晶圓中的缺陷可能導致數百萬 bit 失效。截至 2024 年,公開資料未見任何廠家公佈 8Gb 級 ReRAM 的商用良率。
- 3D 堆疊進一步增加刻蝕與對準難度,良率管理是商業化最大絆腳石。
(3)競爭技術擠壓
- MRAM:速度極快,耐久性近乎無限,已開始替代 eFlash 和部分 SRAM,並得到格芯、三星、台積電量產支援,生態遠成熟。
- PCM:密度和保持表現出色,雖是 3D XPoint 基礎技術,但功耗高,現轉向存內計算。
- FeRAM/FeFET:功耗更低,但難以極微縮。
- 反過來說,多技術並存導致 IP 碎片化,任何一方的突破都可能侵蝕 ReRAM 的潛在市場。
(4)生態與成本風險
- 缺少統一 JEDEC 標準,每家介面、電壓、可靠性指標各異,客戶驗證成本極高。
- 初期產能有限,單 bit 成本遠高於成熟 NAND 和 eFlash,在不用“存內計算”優勢的場景下缺乏經濟性。
- 設計環節的模型精度、模擬計算誤差容限、軟體編譯器均不成熟。
(5)應用落地週期長
- AI 存內計算晶片尚在證明“大規模矩陣計算精度足夠”的階段,大量 weight 過載週期要求耐久性也需滿足。若 AI 架構本身轉向純 Transformer 的大尺寸 KV Cache,對存內陣列尺寸要求急劇提高。
- 汽車、工業認證週期長達 3~5 年,短期無法貢獻營收。
12. 誤讀糾偏
誤讀 1:“ReRAM 即將取代 NAND 或 DRAM。” 糾偏:ReRAM 定位是填補儲存金字塔中速度與永續性的縫隙,而非替換現有大宗儲存。獨立式高密度 ReRAM 取代 NAND 需要百倍成本下降,短期內無可能。近存快取層是更現實切入口。
誤讀 2:“中國已有企業大批次產 ReRAM 晶片。” 糾偏:國內科研論文水平高,但截至 2024 年底,公開資料未見任何中國大陸企業實現百萬顆以上 ReRAM 商用晶片出貨。多數仍處於 MPW(多專案晶圓)或工程樣品階段,良率與規模不明。
誤讀 3:“ReRAM 就是存內計算的唯一方案。” 糾偏:存內計算可用 SRAM、NOR Flash、MRAM、PCM 等實現,ReRAM 只是最具潛力的候選之一。系統架構選擇取決於精度、能耗、成本權衡,並非所有存內計算皆依賴 ReRAM。
誤讀 4:“3D XPoint 的成功證明了 ReRAM 可行性。” 糾偏:3D XPoint 基於相變材料(PCM),雖同為電阻變化原理,但物理機制和材料截然不同,3D XPoint 的退市恰恰證明伺服器持久記憶體市場的荊棘密佈,ReRAM 不能簡單對標。
誤讀 5:“越小的 RRAM 單元越可靠。” 糾偏:微縮的確降低單個細絲的隨機波動,但增加了工藝缺陷敏感性和線間干擾,可靠性與節點並非單調關係,必須結合冗餘設計和 ECC。
13. 最新事件(截至 2025 年第一季度)
- 2024 年 6 月 VLSI 技術研討會:台積電與學界聯合發表 16nm FinFET 相容 1Mb RRAM 宏,讀取時間 <10 ns,寫入耐久 10⁶ 次,資料保持 10 年@125°C。標誌先進邏輯節點嵌入式 RRAM 又進一步。(來源:VLSI 2024 會議摘要)
- 2024 年 9 月 Weebit Nano × SkyWater:宣佈將 SiO x 基 ReRAM IP 擴充套件至 130nm BCD 工藝,瞄準高壓車用與電源管理 IC 內嵌非易失儲存。(來源:Weebit Nano 新聞稿)
- 2024 年 11 月 IEDM:中科院微電子所展示基於 TaO x 的 1S1R 交叉陣列,在 40nm 節點下實現 10Mb 規模,寫入耐久 >10⁷,推進 3D 堆疊可行性。清華大學團隊則在 Nature Communications 發表存內計算晶片,能效比 >100 TOPS/W。
- 2024 年 12 月 Crossbar 宣佈完成新一輪融資,金額未透露,用於將其 1S1R 陣列推向早期夥伴量產驗證。
- 2025 年 1 月 格芯宣佈 22FDX eReRAM 平台已通過車規 AEC‑Q100 Grade 2 初步測試,預計 2025 年 Q3 提供完整可靠性認證資料。
- 中國大陸有 3~4 家 ReRAM 存內計算初創在 2024 年下半年完成流片並回片測試,但均未公佈量產出貨計劃。
14. 追蹤指標
(1)技術成熟度指標
- JEDEC 或 ISO 等有無 ReRAM 標準化工作組成立,及其進展。
- 主要代工廠(台積電、GF、三星)的 PDK 更新,是否新增 eReRAM 選項及支援工藝節點。
- 三大頂會(ISSCC、VLSI、IEDM)每年論文的單元耐久性、陣列容量、3D 堆疊層數提升趨勢。
(2)商務與落地指標
- IP 廠商(Weebit Nano、Crossbar)的授權客戶數量及晶圓廠合作公告。
- 含有 eReRAM 的 MCU 或 AI SoC 產品是否進入量產,並公佈實際手冊保證引數。
- 批量出貨的價格:當 Mb 成本接近 NOR Flash 的 2~3 倍以內時,滲透將加速。
(3)產業鏈投資與產能指標
- 記憶體大廠/代工廠 Capex 中明確分配到 ReRAM 的金額(財報或分析師日揭露)。
- 裝置供應商來自 RRAM 特定工藝的訂單(如 ALD 專用腔體)