广东:深圳科学家再登《科学》杂志！在相变存储器行业取得重大进展

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深圳科学家再登《科学》

深大饶峰教授在相变存储器行业取得了很大进展

深圳商报去年8月24日8月22日，深圳大学科研人员又报了喜讯。 该校材料学院饶舌教授与美国约翰霍普金斯大学马恩教授、西安交通大学张伟教授合作，在面向高精度神经元计算应用的相变存储材料和器件研究方面取得了重要进展。 这一成果以“超低噪声和漂移的相变异质结存储器”为题，于年8月22日在《科学》杂志上发表。 饶峰教授是本文共同通信的作者，团队成员丁科元博士是第一作者，深圳大学材料学院是本文的第一单位。

随着人工智能、大数据、超级计算机的迅速发展，以前传来的商用计算架构要求更低的功耗、高效率、低价格，因此，业界近年来对基于新非易失性存储技术的类脑神经元计算装置的 是最成熟的新非易失性存储器技术，在年内商业化，近年来，基于先进的pcram技术开发神经元计算器件成为业界的研究开发焦点。 但是，商用pcram器件在反复进行可逆相变操作的过程中，例如，多数据状态存储操作时的各状态的电阻值变动大，高密度存储阵列的单元间和单元内的重复操作的匹配性、协调性降低，神经元计算时的噪声非常高，高精度

聚焦于这一重要科学问题，饶峰、马恩与张伟合作，提出了一种新的相变异质结( pch )设计，由交替层叠的相变层和限制层组成，利用原位加热和低速生长的多层薄膜磁控溅射沉积技术实现了优质 该pch类pcram设备在重复reset动作时能够实现9个稳定的多态性存储，在累积set动作时显示出设备电导高的一致性。 这些优良的性能适用于精密矢量矩阵乘法计算、高速时间序列相关检测、其他要求高精度和高一致性的机器学习任务。 此外，与基于gst的设备相比，pch设备的工作速度快一位数，工作寿命提高三位数，工作功耗下降超过87%，为迅速发展dram型高性能pcram设备提供了可行的处理方案。 值得注意的是，pch结构中使用的多层膜制造技术与现有pcram批量生产工艺完全一致，不需要大幅度增加芯片制造价格，也不需要开发额外的复杂工艺，基于先进微电子技术的高性能神经元探测奇

饶峰特聘任教授是本文共同通信的作者，团队成员丁科元博士是第一作者，深圳大学材料学院是本文的第一单位。 西安交大王疆靖博士、周宇星硕士、浙江大学田鹤教授是共同第一作者。 合作者包括规则博士(西安交大)、贾春林教授(西安交大、德国于利希研究中心)、riccardo mazzarello教授(德国游亨工大)。 其他合作机构包括中国科学院上海微系统所、榆林学院。

这项事业是饶峰教授于年11月在《科学》上发表变革之前传达冯·诺伊曼计算架构超高速缓存( sram )级钪锑碲相变存储材料和器件研究后的另一重大进展。 年6月饶峰教授应邀在《科学》上发表观点论文，评述了相变储能材料相变过程中液液转变及结晶动力学大幅度对比度的结构根源，提出了以下实验和计算的研究方向。 (记者吴吉)