臺灣新世代記憶體技術創新實力 新型記憶體商用化再推進

記憶體是電腦的「資料倉庫」,負責儲存指令、運算結果及各種運算所需的資訊。現有的記憶體分成兩大類:一種是速度快但斷電就消失的揮發性記憶體(如DRAM、SRAM);另種則是能長期保存資料,但速度較慢的非揮發性記憶體(如Flash)。科學界多年來嘗試開發新型記憶體,例如 PCM、STT-MRAM、FeRAM 等,但始終難以兼顧「超高速切換」與「長期穩定性」。

陽明交大材料科學與工程學系黃彥霖助理教授領導的研究團隊,在國科會補助下,攜手台積電、工研院、國家同步輻射研究中心、史丹佛大學及國立中興大學,成功突破自旋軌道力矩磁阻式隨機存取記憶體(SOT-MRAM)的關鍵材料限制。若後續順利讓此高速低功耗記憶體商用化,未來將有助於大型語言模型(LLMs)與人工智慧運算、行動裝置(延長電池續航並提升資料安全性)及車用電子與資料中心(高可靠度與低能耗)。

此次研究團隊透過創新的材料膜層設計,大幅提升了鎢(W)材料的相穩定性,即使在高溫先進製程下,依然能保持卓越的自旋軌道力矩效應。這項突破首次展示:(1)64 kb SOT-MRAM 陣列整合 CMOS 控制電路;(2)超高速切換(1 ns);(3)長期資料穩定性(>10 年);(4)低功耗特性。

這也代表了SOT-MRAM已更接近商用化,可望成為下一代高速、低功耗、非揮發性記憶體。未來,將可廣泛應用於人工智慧與大型語言模型運算,以提升資料處理效率;行動裝置,以延長電池續航跟強化資料安全;車用電子與資料中心,以兼顧可靠度與節能效益。

該成果已發表在《Nature Electronics》期刊上,展現出臺灣在新世代記憶體技術領域的創新實力,不僅象徵臺灣在前瞻半導體與新型記憶體技術上的領先地位,也為全球高速運算與低功耗應用開啟全新契機。【記者  鄭昱庭整理報導】